1.1.1 电路与电路图

电源的作用是提供电能；开关、导线的作用是控制和传递电能，称为中间环节；灯泡是消耗电能的用电器，它能将电能转变为光能，称为负载。

1.1.2 电流与电阻

1．电流

​ 我们把电子运动的反方向作为电流方向，即把正电荷在电路中的移动方向规定为电流的方向。

​ 电流通常用字母“I”表示，单位为安培（简称安），用“A”表示，比安培小的单位有毫安（mA）、微安（μA），它们之间的换算关系为

2．电阻

​ 导体对电流的阻碍称为该导体的电阻。

​ 电阻通常用字母“R”表示，电阻的单位为欧姆（简称欧），用“Ω”表示，比欧姆大的单位 有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ），它们之间的换算关系为

​ 导体的电阻计算公式为

​ L 为导体的长度（单位：m），S 为导体的横截面积（单位：m2），ρ 为导体的电阻率（单位：Ω·m）

​ 在长度 L 和横截面积 S 相同的情况下，电阻率越大的导体其电阻越大

1.1.3 电位、电压和电动势

1．电位

​ 电源的正极输出电流，流到 A 点，再经 R1 流到 B 点，然后通过 R2 流到 C 点，最后流到电源的负极。

​ 为了表明某点为零基准点，通常在该点处画一个“⊥”符号，该符号称为接地符号，接 地符号处的电位规定为 0V

2．电压

​ 电路中的 A 点和 B 点的电位是不同的，有一定的差距，这种电位之间的差距称为电位差，又称电压

​ 因为 A 点和 B 点电位差实际上就是电阻器 R1 两端的电位差（即电压）， R1 两端的电压用 UR1 表示，所以 UAB=UR1。

3．电动势

​ 电源消耗能量在两极建立的电位差称为电动势，电动势的单位也为伏特

​ 由于电源内部的电流是由负极流向正极，故电源的电动势方向规定为从电源负极指向正极。

1.1.4 电路的 3 种状态

1．通路

​ 电路处于通路状态的特点有：电路畅通，有正常的电流流过负载，负载正常工作。

2．开路

​ 电路处于开路状态的特点有：电路断开，无电流流过负载，负载不工作。

3．短路

​ 电路处于短路状态的特点有：电路中有很大电流流过，但电流不流过负载，负载不工作。

1.1.5 接地与屏蔽

1．接地

（1）在电路中，接地符号处的电位规定为 0V。

（2）在电路中，标有接地符号的地方都是相通的。

2．屏蔽

​ 屏蔽的具体做法是用金属材料（称为屏蔽罩）将元器件或电路封闭起来，再将屏蔽罩接地。

1.1.6 欧姆定律

​ 在电路中，流过电阻的电流 I 的大小与电阻两端的电压 U 成正比，与电阻 R 的大小成反比，即

​ 也可以是U=IR 或者 R=U/I 注意：在电路中，某点电压指的是该点与地之间的电压

1.1.7 电功、电功率和焦耳定律

1．电功

​ 可见电流流过一些用电设备时是会做功的，电流做的功称为电功。

​ W 表示电功，单位为焦（J）；U 表示电压，单位为伏（V）；I 表示电流，单位为安（A）；t 表示时间，单位为秒（s）

2．电功率

​ 电功率是指单位时间里电流通过用电设备所做的功。

​ 电功率常用 P 表示，单位为瓦（W），此外还有千瓦（kW）和毫瓦（mW），它们之间的换算关系是

​ 电功率的计算公式是

​ 1kW·h 可以这样理解：一个电功率为 100W 的灯泡连续使用 10h 消耗的电功为 1kW·h，即消耗 1 度电。

3．焦耳定律

​ 电流流过导体，导体发出的热量与导体流过的电流、导体的电阻和通电的时间有关。

​ Q 表示热量，单位为焦耳（J）；R 表示电阻，单位为欧姆（Ω）；t 表示时间，单位为秒（s）。

该定律说明：电流流过导体产生的热量，与电流的平方、导体的电阻及通电时间成正比。

1.2 电阻的连接方式

1.2.1 电阻的串联

​ 电阻串联电路的特点有以下几个。:

​ ① 流过各串联电阻的电流相等，都为I。

​ ② 电阻串联后的总电阻增大，总电阻等于各串联电阻之和，即R=R1+R2

​ ③ 总电压等于各串联电阻上电压之和，即U=U1+U2

​ ④ 电阻越大，两端电压越高，因为R1<R2，所以UR1<UR2。

1.2.2 电阻的并联

​ 电阻并联电路的特点有以下几个。

​ ① 并联电阻两端的电压相等，即总电流等于流过各个并联电阻的电流之和，即I=I1+I2

​ ③ 电阻并联总电阻减小，总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之 1/R=1/R1+1/R2和，即该式子可变形为 R=R1R2/R1+R2

​ ④ 在并联电路中，电阻越小，流过电阻的电流越大，因为 R1<R2，所以 I1>I2。

1.2.3 电阻的混联

1.3 直流电与交流电

1.3.1 直流电

​ 直流电是指方向始终固定不变的电压或电流。

1．稳定直流电

​ 稳定直流电是指方向固定不变并且大小也不变的直流电。

2．脉动直流电

​ 脉动直流电是指方向固定不变，但大小随时间变化的直流电。

1.3.2 交流电

​ 交流电是指方向和大小都随时间作周期性变化的电压或电流

1．正弦交流电

2．周期和频率

（1）周期

​ 交流电变化过程是不断重复的，交流电重复 变化一次所需的时间称为周期，周期用 T 表示，单位是秒（s）。

（2）频率

​ 交流电在每秒钟内重复变化的次数称为频率，频率用 f 表示，它是 周期的倒数，即

该交流电的频率 f=50Hz，说明在 1s 内交流电能重复 0 ～ t4 这个过程 50 次。交流电变化越快，变化一次所

需要的时间越短，周期就越短，频率就越高。

（3）高频、中频和低频

​ 频率在 3MHz 以上的信号称为高频信号，频率在 300kHz ～ 3MHz 范围内的信 号称为中频信号，频率低于 300kHz 的信号称为低频信号。

3．瞬时值和有效值

（1）瞬时值

​ 交流电的大小和方向是不断变化的，交流电在某一时刻的值称为 交流电在该时刻的瞬时值。

（2）有效值

所示两个电路中的电热丝完全一样，现分别给电热丝通交流电和直流电，如果两电路通电时间相同，并且电热丝发出热量也相同，对电热丝来说，这里的交流电和直流电是等效的，那么就将图 1-21（b）中直流电的电压值或电流值称为图 1-21（a）中交流电的有效电压值或有效电流值。正弦交流电的有效值与最大瞬时值的关系是

4．相位与相位差

（1）相位

​ 交流电在某时刻的角度称为交流电在该时刻的相位。

（2）相位差

​ 相位差是指两个同频率交流电的相位之差。

​ 两个交流电存在相位差实际上就是两个交流电变化存在着时间差。