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直流電路理論介紹

模擬對話 ? 來源:陳翠 ? 2019-06-23 08:50 ? 次閱讀
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電氣或電子電路中的電壓,電流電阻之間的基本關(guān)系稱為歐姆定律。

所有材料均由原子組成,所有原子均由質(zhì)子,中子和電子。質(zhì)子,有正電荷。中子沒有電荷(即它們是中性的),而電子具有負(fù)電荷。原子被原子核與外殼中的電子之間存在強(qiáng)大的吸引力束縛在一起。

當(dāng)這些質(zhì)子,中子和電子在原子內(nèi)共同存在時(shí),它們就是快樂和穩(wěn)定的。但是如果我們將它們彼此分開,它們就會(huì)想要改造并開始發(fā)揮一種被稱為勢差的吸引力。

現(xiàn)在,如果我們創(chuàng)建一個(gè)閉路,這些松散的電子將會(huì)由于它們的吸引力產(chǎn)生電子流,所以開始移動(dòng)并漂移回質(zhì)子。這種電子流稱為電流。電子不能自由地流過電路,因?yàn)樗鼈円苿?dòng)的材料會(huì)對電子流產(chǎn)生限制。這種限制稱為電阻。

然后,所有基本的電氣或電子電路都包含三個(gè)獨(dú)立但非常相關(guān)的電量,稱為:電壓,(v),電流,(i)和電阻,(Ω)。

電壓

電壓,( V )是電源的勢能以電荷的形式存儲(chǔ)。電壓可以被認(rèn)為是推動(dòng)電子通過導(dǎo)體的力,電壓越大,其“推動(dòng)”電子通過給定電路的能力就越大。由于能量具有工作能力,這種勢能可以被描述為焦耳所需的工作,以電流的形式將電子從一個(gè)點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到另一個(gè)點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)。

然后電路中任意兩點(diǎn),連接或結(jié)點(diǎn)(稱為節(jié)點(diǎn))之間的電壓差稱為電位差,(pd)通常稱為電壓降。

兩點(diǎn)之間的電位差用伏特測量,電路符號(hào) V ,或小寫“ v ”,但能量, E 小寫“ e ”有時(shí)用于表示產(chǎn)生的電動(dòng)勢(電動(dòng)勢)。然后電壓越大,壓力(或推力)越大,工作能力就越大。

恒壓源稱為直流電壓隨時(shí)間周期性變化的電壓稱為AC電壓。電壓以伏特為單位測量,其中一伏被定義為迫使一安培的電流通過一歐姆電阻所需的電壓。電壓通常以伏特表示,前綴用于表示電壓的亞倍數(shù),例如微伏(μV= 10 -6 V ),毫伏( mV = 10 -3 V )或千伏( kV = 10 3 V )。電壓可以是正電壓也可以是負(fù)電壓。

電池或電源主要用于在電子電路和系統(tǒng)中產(chǎn)生穩(wěn)定的直流(直流)電壓源,如5v,12v,24v等。而A.C.(交流電)電壓源可用于家庭住宅和工業(yè)電力和照明以及電力傳輸。英國的電源電壓目前為230伏特。和110伏特的交流電壓

通用電子電路在1.5V和24V dc之間的低壓直流電池供電。恒壓源的電路符號(hào)通常以電池符號(hào)形式給出,帶有 + 和負(fù), - 符號(hào)表示極性方向。交流電壓源的電路符號(hào)是內(nèi)部帶有正弦波的圓。

電壓符號(hào)

直流電路理論介紹

可以在水箱和電源之間建立簡單的關(guān)系。出水口上方的水箱越高,水的壓力越大,釋放的能量越多,電壓越高,釋放的電子越多,勢能越大。

電壓總是以差值來衡量電路中任意兩點(diǎn)之間的電壓和這兩點(diǎn)之間的電壓通常稱為“電壓降”。注意電壓可以在沒有電流的情況下存在于電路中,但是沒有電壓就不能存在電流,因此任何電壓源,無論是DC還是AC都喜歡開路或半開路狀態(tài),但是會(huì)討厭任何短路情況,因?yàn)檫@會(huì)破壞它。

電流

電流,( I )是電荷的運(yùn)動(dòng)或流動(dòng),以安培為單位測量,符號(hào)i,強(qiáng)度)。正是由電壓源“推動(dòng)”的電路周圍的電子(原子的負(fù)粒子)的連續(xù)且均勻的流動(dòng)(稱為漂移)。實(shí)際上,電子從負(fù)(-ve)端子流向電源的正(+ ve)端子,為了便于電路理解,傳統(tǒng)的電流假定電流從正端子流向負(fù)端子。

通常在電路圖中,通過電路的電流通常有一個(gè)與符號(hào)相關(guān)的箭頭, I 或小寫 i ,以指示電流的實(shí)際方向流。但是,此箭頭通常表示傳統(tǒng)電流的方向,而不一定是實(shí)際流量的方向。

常規(guī)電流

直流電路理論介紹

傳統(tǒng)上,這是電路周圍的正電荷流,從正到負(fù)。左圖顯示了從電池正極端子流過電路并返回電池負(fù)極端的閉合電路周圍的正電荷(空穴)的運(yùn)動(dòng)。這種從正電流到負(fù)電流的電流通常稱為常規(guī)電流。

這是在發(fā)現(xiàn)電流時(shí)選擇的慣例,其中認(rèn)為電流方向在電路中流動(dòng)。為了繼續(xù)這一思路,在所有電路圖和原理圖中,二極管晶體管等元件的符號(hào)上顯示的箭頭指向傳統(tǒng)電流的方向。

然后傳統(tǒng)電流給出從正到負(fù)的電流,它與實(shí)際電子流的方向相反。

電子流

直流電路理論介紹

電路周圍的電子流與傳統(tǒng)電流從負(fù)向正的方向相反。在電路中流動(dòng)的實(shí)際電流由從負(fù)極流出的電子組成。電池(陰極)返回電池的正極(陽極)。

這是因?yàn)殡娮由系碾姾筛鶕?jù)定義是負(fù)的,因此被吸引到正極端子。這種電子流稱為電子電流。因此,電子實(shí)際上在電路中從負(fù)端子流向正極。

許多教科書都使用傳統(tǒng)的電流和電子流。事實(shí)上,只要方向一致使用,電流在電路周圍流動(dòng)的方式?jīng)]有區(qū)別。電流方向不會(huì)影響電路內(nèi)的電流。通常,理解傳統(tǒng)的電流更容易 - 從正到負(fù)。

在電子電路中,電流源是提供指定量電流的電路元件,例如1A,5A 10 Amps等,恒定電流源的電路符號(hào)以圓圈形式給出,內(nèi)部帶箭頭表示方向。

電流以安培測量,安培或安培定義為電子或電荷的數(shù)量( Q 以庫侖計(jì))通過某一方向在一秒內(nèi)指向電路,( t 以秒為單位)。

電流通常以安培表示,前綴用于表示微安?( μA= 10 -6 A )或毫安( mA = 10 -3 A )。請注意,電流可以是正值,也可以是負(fù)值,具體取決于電路周圍的流動(dòng)方向。

單向流動(dòng)的電流稱為直流,或DC和通過電路來回交替的電流稱為交流電或AC。當(dāng)電壓源連接到電路時(shí),交流或直流電流是否僅流過電路,其“流量”僅限于電路的電阻和推動(dòng)它的電壓源。

此外,作為交替電流(和電壓)是周期性的,隨時(shí)間變化“有效”或“RMS”,(均方根)值作為 I rms 產(chǎn)生相同的平均功率損耗相當(dāng)于直流電流 I average 。電流源與電壓源相反,因?yàn)樗鼈兿穸搪坊蜷]路條件,但討厭開路條件,因?yàn)闆]有電流流動(dòng)。

使用水箱關(guān)系,電流相當(dāng)于電流的流量。水通過管道,整個(gè)管道的流量相同。水流越快,電流越大。請注意,沒有電壓就不能存在電流,所以任何電流源,無論是DC還是AC都喜歡短路或半短路狀態(tài),但是討厭任何開路狀況,因?yàn)檫@會(huì)阻止它流動(dòng)。

電阻

電阻,( R )是材料抵抗或阻止電流流動(dòng)的能力,更具體地說,是電路內(nèi)電荷流動(dòng)的能力。完美地完成此操作的電路元件稱為“電阻器”。

電阻是以歐姆測量的電路元件,希臘符號(hào)(Ω,Omega )前綴用于表示Kilo-ohms(kΩ= 10 3 Ω)和Mega-ohms(MΩ= 10 6 Ω)。請注意,電阻值不能為正值。

電阻符號(hào)

直流電路理論介紹

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電阻器所具有的電阻量取決于通過它的電流與其兩端的電壓之間的關(guān)系,這決定了電路元件是“良導(dǎo)體” - 低電阻還是“壞導(dǎo)體” - 高電阻。低電阻,例如1Ω或更低意味著電路是由銅,鋁或碳等材料制成的良導(dǎo)體,而高電阻,1MΩ或更高意味著電路是由絕緣材料(如玻璃,瓷)制成的不良導(dǎo)體另一方面,諸如硅或鍺的“半導(dǎo)體”是一種材料,其電阻是良導(dǎo)體和良導(dǎo)體之間的一半。因此名稱為“半導(dǎo)體”。半導(dǎo)體用于制造二極管和晶體管等。

抵抗力本質(zhì)上可以是線性的或非線性的,但絕不是負(fù)的。線性電阻符合歐姆定律,因?yàn)殡娮鑳啥说碾妷号c通過它的電流成線性比例。非線性電阻不符合歐姆定律,但其上的電壓降與電流的某些功率成正比。

電阻純,不受頻率影響電阻的交流阻抗等于其直流電阻,因此不能為負(fù)。請記住,電阻總是正的,永遠(yuǎn)不會(huì)消極。

電阻器被歸類為無源電路元件,因此不能提供電力或儲(chǔ)存能量。相反,電阻吸收的功率表現(xiàn)為熱量和光。無論電壓極性和電流方向如何,電阻中的功率始終為正。

對于非常低的電阻值,例如毫歐,(mΩ),有時(shí)候更容易使用電阻的倒數(shù)( 1 / R )而不是電阻( R )本身。電阻的倒數(shù)稱為電導(dǎo),符號(hào)(G),表示導(dǎo)體或設(shè)備導(dǎo)電的能力。

換句話說電流流動(dòng)的容易程度。高電導(dǎo)值意味著良好的導(dǎo)體,例如銅,而低電導(dǎo)值意味著諸如木材的不良導(dǎo)體。電導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)測量單位是Siemen,符號(hào)(S)。

用于電導(dǎo)的單位是mho(歐姆拼寫向后) ,由倒歐姆符號(hào)?表示。功率也可以用電導(dǎo)表示為: p = i 2 / G = v 2 G 。

關(guān)系在電阻<的電路中,電壓,( v )和電流,( i )之間的電壓,( R )會(huì)產(chǎn)生直線iv關(guān)系,斜率等于電阻值,如圖所示。

直流電路理論介紹

電壓,電流和電阻摘要

希望到現(xiàn)在為止您應(yīng)該了解電氣電壓, Current 和抵抗密切相關(guān)。電壓,電流和電阻之間的關(guān)系構(gòu)成了歐姆定律的基礎(chǔ)。在固定電阻的線性電路中,如果我們增加電壓,電流會(huì)上升,同樣,如果我們降低電壓,電流會(huì)下降。這意味著如果電壓很高,電流就會(huì)很高,如果電壓很低,電流就會(huì)很低。

同樣,如果我們增加電阻,電流會(huì)在給定電壓下降,如果我們減小電流上升的阻力。這意味著如果電阻很高,電流很低,如果電阻很低,電流很高。

然后我們可以看到電路周圍的電流直接成比例(α)到電壓,( V↑導(dǎo)致 I↑)但與電阻成反比( 1 /α),( R↑ 導(dǎo)致<跨度>我↓ )。

下面給出了三個(gè)單元的基本概要。

電壓或電位差是電路中兩點(diǎn)之間勢能的量度并且通常被稱為“電壓降”。

當(dāng)電壓源連接到閉環(huán)電路時(shí),電壓會(huì)產(chǎn)生一股電流電路。

在直流電壓源中,符號(hào)+ ve(正)和-ve(負(fù))用于表示電源的極性。

電壓以伏特測量,電壓符號(hào) V 或電能 E 。

電流是電子流和通過電路的空穴流的組合。

電流是電路周圍連續(xù)均勻的電荷流,用安培或安培并且符號(hào) I 。

當(dāng)前是直接的與電壓成比例(IαV)

交流電的有效(rms)值具有與流過的直流電流相同的平均功率損耗電阻元件。

電阻是電路周圍電流的反對。

低電阻值意味著導(dǎo)體和高值電阻意味著絕緣體。

電流與電阻成反比( I1 /αR)

電阻是以歐姆衡量,希臘符號(hào)Ω或字母 R 。

直流電路理論介紹

在下一篇關(guān)于 DC的教程中電路我們將看看歐姆定律,這是一個(gè)解釋電路中電壓,電流和電阻之間關(guān)系的數(shù)學(xué)方程式,是電子和電氣工程的基礎(chǔ)。歐姆定律定義為: V = I * R 。

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