电路初级基本原理总结

电路初级基本原理总结:


电荷(正电荷和负电荷):    

    带了电(荷):摩擦过的物体有了吸引物体的轻小物体的性质.
    电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
    元电荷(e):一个电子所带的电荷量, e =1.6×10 -19 C
    电荷量:电荷的多少;   单位:库仑(C)。
    异种电荷接触在一起要相互抵消。
    中和:放在一起的等量异种电荷完全抵消的现象。


电路:
    电流的形成:电荷的定向移动形成电流.(任何电荷的定向移动都会形成电流)
    电流的方向:在电源的外部,电流从电源正极经用电器流向负极
    电路中有持续电流的条件:①有电源   ②电路闭合
    电路的基本组成:由电源,导线,开关和用电器组成。
    电路的三种状态:

         (1)通路:接通的电路叫通路;

         (2)开路(断路):断开的电路叫开路(断路);

         (3)短路:直接把导线接在电源两极上的电路叫短路,绝对不允许。

    串联:把元件逐个顺次连接起来叫串联。(任意处断开,电路中都没有电流)
    串联电路的工作特点:开关只需一个;各个用电器不能独立工作(相互影响);电流路径有且只有一条。 

    并联:把元件并列地连接起来叫并联。(各条支路之间互不影响)  
    并联电路的工作特点:开关可以不止一个;各个用电器能独立工作(相互不影响);电流路径不止一条。

     判断串联、并联电路的常用方法: 

        ①分流法:观察电路中的电流从电源正极出来经过用电器回到负极的过程中,是否有分支。如果电流有分支,则电路为并联;如果电流没有分支,则电路为串联。  
       ②断路法:将电路中的任意一个用电器去掉后,观察其他用电器是否能继续工作。如果其他用电器能继续工作,则电路为并联;如果其他用电器不能继续工作,则电路为串联。  

      ③电路工作特点法:观察电路中的各个用电器能否独立工作。如果各用电器能独立工作(相互不影响),则电路为并联;如果各用电器不能独立工作(相互影响),则电路为串联。  方法:在判断电路的连接方式时,如果电路中连接有电压表和电流表,则先把电压表所在的位置看作断路,把电流表所在的位置看作纯导线,然后再判断用电器之间的连接方式。


电流(I)
      国际单位:安培(A);             常用单位:毫安(mA),微安( A),  1安培=103 毫安=106 微安。

电压(U) 
      国际单位:伏特(V);   常用单位:千伏(KV),毫伏(mV);   1千伏=103伏=106毫伏
      电压:电压是使电路中形成电流的原因,有电压不一定有电流,但有电流则一定有电压。
      熟记的电压值:①1节干电池的电压是1.5伏;②1节铅蓄电池电压是2伏;③家庭照明电压为220伏; ④人体的安全电压是:不高于36伏;⑤工业电压是380伏

电阻(R)
       国际单位:欧姆(Ω);  常用单位:兆欧(MΩ),千欧(KΩ); 1兆欧=103 千欧; 1千欧=103 欧。
       电阻:表示导体对电流的阻碍作用。(导体如果对电流的阻碍作用越大,则电阻就越大,而通过导体的电流就越小)。 电阻(R)与它两端的电压(U)和通过它的电流(I)无关。


欧姆定律 : 
      欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。 强调:此结论绝对不能倒过来说。 
     公式:式中单位: I→安(A); U→伏(V); R→欧(Ω)。 
     公式的理解:①公式中的I、U、R必须对于同一导体(同一段电路)的同一过程(即要满足“同一性”),才能代入公式中计算;②I、U和R中已知任意的两个量就可求另一个量;③计算时单位要统一。  

   欧姆定律的应用: 
    ①同一电阻的阻值不变,与电流和电压无关,,其电流随电压增大而增大。(R=U/I只是R的确定式,而不是决定式) 。 
    ②当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小。(I=U/R)  ③当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大。(U=IR) 

    电阻的串联有以下几个特点:(指R1、R2串联,串得越多,总电阻越大)  

   ①电流:I=I1=I2(串联电路中各处的电流相等)  

   ②电压:U=U1+U2(串联电路中总电压等于各部分电路电压之和)  

   ③电阻:R=R1+R2(串联电路中总电阻等于各串联电阻之和);如果n个等值电阻(R)串联,则有R总=nR  注:总电阻比任何一个分电阻都大,其原因是电阻串联相当于增加了导体的长度; 实际意义:用多个小电阻串联起来代替大电阻。 

   ④分压作用:U1/U2=R1/R2(阻值越大的电阻分得电压越多,反之分得电压越少) 

   ⑤比例关系:在串联电路中,电流对各部分电路(用电器)所做的功、产生的热量、做功的功率与其电阻成正比,即          W1/W2=Q1/Q2=P1/P2=R1/R2      U1/U2=R1/R2 


电阻的并联有以下几个特点:(指R1、R2并联,并得越多,总电阻越小)  

①电流:I=I1+I2(干路电流等于各支路电流之和)  

②电压:U=U1=U2(干路电压等于各支路电压)  
③电阻:1/R=1/R1+1/R2 (总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和); 
注:总电阻比任何一个分电阻都小,其原因是电阻并联相当于增加了导体的横截面积; 实际意义:用多个大电阻并联起来代替小电阻。 
变形式 R=R1.R2/(R1+R2)此变形式只适用于两个电阻并联的情况,多于两个电阻并联则不适用。 如果n个等值(R)电阻并联,则有R总=R/n  
④分流作用:I1/I2=R2/R1(阻值越大的电阻分得电流越少,反之分得电流越多) 
⑤比例关系:在并联电路中,电流对各部分电路(用电器)所做的功、产生的热量、做功的功率与其电阻成反比,即 W1/W2=Q1/Q2=P1/P2=R2/R1      I1/I2=R2/R1 


电功和电功率:

 电功(W):

 电流对用电器做的功(电能转化成其他形式能的多少)叫电功。 
①电功的国际单位:焦耳(J)。常用:度(千瓦时)KW.h,  1度=1千瓦时=3.6×106焦耳。 

②测量电功的工具:电能表(电度表) 

③电功公式:W=Pt=UIt(式中单位 W→焦(J); U→伏(V); I→安(A); t→秒)。 

④利用W=UIt计算时注意:①式中的W、U、I、t必须对于同一导体(同一段电路)的同一过程,才能代入公式计算,即要满足“同一性”;②计算时单位要统一;③已知任意的三个量都可以求出第四个量;

 ⑤其他计算公式:W=I2Rt(多用于串联电路) ,   W=U2t/R(多用于并联电路) 


 电功率(P):

表示电流做功的快慢。国际单位:瓦特(W)。  常用单位:千瓦(KW) 

①计算公式:P=W/t=UI(式中单位P→瓦(w);W→焦(J);t→秒(s);U→伏(V);I→安(A)) 

②利用公式计算时单位要统一: 
a.如果W用焦(J),t用秒(s),则P的单位是瓦(w); 

b.如果W用千瓦时(KW.h),t用小时(h),则P的单位是千瓦(KW)。   

c.公式中各物理量必须满足“同一性”才能代入公式计算。 

③其他计算公式:P=I2R (多用于串联电路),P=U2/R(多用于并联电路)        

④额定电压(U额):用电器正常工作的电压。另有:额定电流  

⑤额定功率(P额):用电器在额定电压下的功率。 

⑥实际电压(U实):实际加在用电器两端的电压。另有:实际电流  

⑦实际功率(P实):用电器在实际电压下的功率。  

⑧用电器消耗的实际功率随加在它两端的实际电压而改变。实际电压升高,实际功率增大;反之则减小。 a.当U 实> U额时,则P 实> P额 ;(灯很亮,将缩短灯泡寿命,且易烧坏)。  b.当U实 < U额时,则P实 < P额;(灯很暗)。  c.当U实 = U额时,则P实 = P额;(正常发光)。  

⑨同一个电阻,接在不同的电压下使用,则有,如:当实际电压是额定电压的一半时,则实际功率就是额定功率的1/4。(即同一用电器消耗的实际功率跟它两端的实际电压的平方成正比,P1/P2=U12/U22) 例如:一只标有"220V  100W"字样的灯泡,如果接在110伏的电路中,则它消耗的实际功率是25瓦)  


 焦耳定律:

电流通过导体产生的热量,跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。 

①计算公式:Q=I2Rt ,(式中单位Q→焦(J); I→安(A); R→欧(Ω); t→秒。)  

②当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热),则有:Q=W,可用电功计算公式来计算电热.(如热水器,电炉,电烙铁,电饭锅,电热毯,电热灭蚊器,电烤箱,电熨斗等纯电阻用电器), 即有     Q=W= Pt=UIt =U2t/R(只适用于纯电阻电路) 

  

 补充结论: 
①在串联电路中,电流对各部分电路(用电器)所做的功、产生的热量、做功的功率与其电阻成正比,即    W1/W2=Q1/Q2=P1/P2=R1/R2      U1/U2=R1/R2 

②在并联电路中,电流对各部分电路(用电器)所做的功、产生的热量、做功的功率与其电阻成反比,即    W1/W2=Q1/Q2=P1/P2=R2/R1      I1/I2=R2/R1 

③额定电压相等的用电器: 
   a. 额定电压相等的用电器(灯泡),额定功率越大的其电阻越小;额定功率越小的其电阻越大。 
   b. 当用电器串联在电路中时,额定功率越大,它消耗的实际功率越小(灯泡较暗);额定功率越小,它消耗的实际功率越大(灯泡较亮)。   可简单地记成“额大实小,额小实大”。 
   c. 当用电器并联在电路中时,额定功率越大,它消耗的实际功率越大(灯泡较亮);额定功率越小,它消耗的实际功率越小(灯泡较暗)。   可简单地记成“额大实大,额小实小”。 

④同一用电器接在不同电压的电路中时,它消耗的实际功率大小跟它两端的实际电压的平方成正比, 即     P1/P2=(U1/U2)2 

⑤两个不同规格的电灯(其它用电器)串联时,应让额定电流小的电灯(用电器)正常工作;当它们并联时,应让额定电压小的电灯(用电器)正常工作。 ⑥两个电阻(假设R1>R2):当它们串联接入电路中时,R1消耗的实际功率大于R2消耗的实际功率,即P1> P2; 当它们并联接入电路中时,R1消耗的实际功率小于R2消耗的实际功率,即P1< P2。 ⑦解决串联电路的相关问题时,应抓住“电流相等”这一特征; 解决并联电路的相关问题时,应抓住“电压相等”这一特征。



电学公式汇总 :







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