电的基础知识
(一) 电路的基本知识
电路就是电流通过的路径。无论是简单电路还是复杂电路,都由三个基本部分组成。
1. 电源
电源是提供电能或信号的装置,如发电机、电池和各种信号源。
2 负载
负载即用电设备,它将电能或电信号转变成非电形式的能量或信号。
3. 导体
容易让电流通过的物体称为导体,如钢、铁等金属材料,均属导体。
4 绝缘体
不容易让电流通过的物体称为绝缘体,如塑料、木材、橡胶等。
电路的作用主要有两个:一是用于电能的传输和转换,二是用于电信号的传递和处理。
（二）电流、电压、电阻和欧姆定律
1.电流
电流是电荷定向运动形成的。若有一电流流过导体，在时间t内穿过导体截面S的电荷为q，则通过导体的电流定义为

其数值等于单位时间内通过横截面的电荷量。电流的单位是A(安)。1A就是每秒通过导体横截面的电荷量为1C(库)。此外,电流单位还常用KA(千安)、mA(毫安)和μA(微安)等表示。它们与A(安)的关系是:

电流是有方向的,习惯上规定正电荷运动的方向为电流的方向,这个方向也称为电流的实际方向。
2. 电压
电场中两点之间的电位差叫做电压。它表示电场力把单位正电荷从电场中的一点移到另一点所做的功。电源加在电路两端的电压称为电源的端电压。电压单位为伏特,用V表示,工程上也常用kV、mV、V表示电压单位。
3. 电阻
衡量导体导电性能的物理量叫做电阻。物体的电阻由它本身的物理条件决定。金属导体的电阻与导体的材料、长短、粗细有关。实验表明,用一定材料制成的粗细均匀的导体,在一定的温度下,其电阻与长度成正比,与横截面积成反比。用公式表示时,可写为

式中 ρ——导体材料的电阻率,Q•m;
J ——导体的长度,m;
S——导体的横截面积,m2;
R——导体的电阻,Ω。
4. 欧姆定律
电阻元件中的电流与电压成正比,这就是欧姆定律。用数学式表示为

式中 I ——通过电阻元件的电流,A;
U ——电阻元件两端的电压,V;
R ——电阻元件的电阻,Ω。
二、直流电路
(一) 电阻的串联及其性质
把若干个电阻一个接一个连成一串,称为电阻的串联,电阻串联具有以下性质:
① 流经各串联电阻的电流相同。
② 端电压等于各串联电阻的电压之和。
③ 等效电阻等于各串联电阻之和:

当端电压固定时,等效电阻增大,电路中的电流减小,这就是串联电阻的限流作用。
④各电阻上的电压与各个电阻的阻值成正比,即(设n =3)

⑤各电阻的功率与各个电阻成正比,即(设n =3)

式中 P ——电功率,W;
I——电流强度,A;
U ——端电压,V 。
⑥总功率等于各功率之和,即(设n =3)

(二) 电阻的并联与分流
几个电阻连接在一起,各电阻承受同一电压,这种连接方式叫并联,电阻并联具有以下性质:
①各并联电阻两端的电压相等。
②总电流等于并联各电阻的电流之和,即

③等效电阻的倒数等于各电阻的倒数之和:

④并联电阻的总功率等于并联各电阻的功率之和(设n =3)：

三、交流电路
(一) 交流电
大小和方向都随时间变化的电流称为交流电。以文字符号"AC"或图形"～"表示。通有交流电的电路,称为交流电路。
如果交流电的变化经过一定的时间,周而复始地出现,这种交流电称为周期性交流电。通常所说的交流电是按正弦周期性变化的,称为正弦交流电。
(二) 频率
交流电正弦量每秒钟变化的次数称为正弦量的频率,单位是赫兹,用Hz表示。我国日常使用的交流电的频率是50Hz。
(三) 三相交流电
峰值相等,频率相同,相位彼此相差2л/3的三个交流电,称为三相交流电。三相交流电的每一相都是交流电。
(四) 三相交流电源
我国工矿企业广泛使用的是电压为380V、频率为50Hz的三相四线制供电系统,三相线称为火线,用A、B、C 表示,另一根称为零线,也称地线。
相线之间的电压称为线电压,在380V、50Hz的三相四线制供电系统中,线电压为380V。
相线与零线之间的电压为相电压,在380V、50Hz的三相四线制供电系统中,相电压为220V。