发布于 09-29 22:30:13
电路的基本物理量有:
(1)电流:
电荷有规则的定向运动形成电流.电流强度是在电场的作用下单位时间内通过某一导体截面的电量.
（2）电压：
电场中任意两点的电位差，就是在两点之间的电压.在数值上等于电场力把单位正电荷从某点移到另一点所做的功.
（3）电位：
电位在物理学中称为电势，是表示电场中某点的性质的物理量，表明正电荷位于该点时，所具有电位能的大小.
（4）电动势：
电动势表示电源的性质的物理量.电动势在数值上等于非电场力（局外力）把单位正电荷从电源的低电位端经电源内部移到高电位端所做的功.
（5）电功率
当一段导体中有电流通过时，正电荷从高电位移向低电位端，电场力对它做了功，这个功通常叫做电流的功，简称电功。
下面我们详细了解一下这些电路的基本物理量单位，直流电路的基本物理量。
（1）电流的概念
电荷的有规则的定向移动形成电流。它是一种物理现象，金属导体内的电流是由带负电的自由电子，在电场力的作用下，逆电场方向作定向运动而形成的。在导体两端施加电压时，电子便从负极流向正极。
注：人体能承受的最大电流为30～50mA。
（2）电流的大小
电流的大小用电流强度I（简称电流）表示。单位时间内通过导体某一横截面的电荷量称为电流。恒定不变的电流，用符号I表示。交变电流，用符号i表示。设在单位时间（单位：秒，s）内通过导体某一横截面的电荷量为q（单位：库仑，C），则通过该截面积的电流为
式中：dq为时间dt内通过导线某一截面的电荷量。在国际单位制（SI）中，规定电流的单位为安培（A）。
如果电流的大小和方向均不随时间变化，这种电流称为恒定电流，简称直流电流，用大写字母I表示，则：
一般情况下，随时间变化的物理量用小写字母表示，大写字母表示恒定物理量。
（3）电流的方向
习惯上把正电荷的运动方向规定为电流的实际方向。但在复杂电路分析中，往往很难事先判断电流的实际方向（如图），因此需要引入参考方向（即正方向）的概念。其方法是：任意假设某一支路中的电流参考方向，把电流看作代数量；若计算结果为正，则表示电流的正方向与实际方向相同；若计算结果为负，则表示电流的正方向与实际方向相反。
（1）电位又称电势：是指单位正电荷在静电场中的某一点所具有的电势能。在电路中任选一节点设其电位为零。其他各点到参考点的电压降，便是该点的电位。
如图1-6所示，把B点作为零参考点（用“⊥”符号来表示），那么正电荷在A点所具有的电位能WA与正电荷所带电量Q的比值，称为电路中A点的电位，用VA表示，即
电位的单位是焦耳／库仑（J/C），称为伏特，简称伏（V）。电位的高低是相对的，与所设零参考点有关，在电路中电位比零参考点高的一些点，它们的电位为正值；电位比零参考点低的一些点，它们的电位为负值。
（2）电位的计算步骤：
①任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；
②标出各电流参考方向并计算；
③计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。
在汽车电路中，通常用汽车车身和发动机等金属体作为公共线，并与电源负极相连接，视其为电路中的零参考点，也就是常说的“搭铁”，汽车电路符号用“⊥”表示。
在分析电子电路时，通常在电路中选取某一个固定点作为参考点，而把电路中其他各点与参考点之间的电压称为该点的电位。电位用V表示，单位也是V（伏特）表示。
电压与电位的关系为：电场内两点之间的电压等于这两点之间的电位差，即
式中，VA为A点的电位，VB为B点的电位。
电压的单位：用伏特（V）表示，计量较大的电压时用千伏（kV），计量较小的电压时用毫伏（mV）。其换算关系如下
1kV＝103V＝106mV
4．电流与电压的参考方向
尽管从物理课程中已经学过了在分析简单电路时，当元器件中有电流通过，其流动方向总是从高电位一端流向低电位的一端，这是电流流动的实际方向；或者当知道了电流流动的实际方向，也能判别出元器件两端的电位高低。然而，当分析复杂电路时，为了确定电流和电压，就要写出含有电流、电压未知量的电路方程。在电路方程中，电流和电压前面的正负号至关重要，实际方向往往不易确定，这就要先假定一个方向，因此引入了电流“参考方向”，它是分析和计算电路的基础。
在大小和方向都不随时间变化的直流电路中，规定电压的实际方向由电位高的“+”端指向电位低的“-”端，即电位降低方向。
在参考方向下，根据电流的正、负值，就可以确定电流的实际方向，如图1-6所示。在分析电路时，首先要假定电流的参考方向，并据此分析计算，然后再从结果的正、负值来确定电流的实际方向。如不作说明，电路图上标出的电流方向一般都是指参考方向。
电流的单位：电流的标准单位是安培（A），计量微小电流时，可采用毫安（mA）或微安（μA）来表示，其换算关系如下：1A＝103mA=106μA。
电压在分析电路时也有方向性，电压的方向规定为由高电位指向低电位，即电位降低的方向。电压参考方向和电流参考方向一样，也是任意指定，分析电路时，假定某一方向是电位降低的方向，如所假定的电压方向与实际方向一致时，则电压为正值（U0）；电压参考方向与实际方向不一致时，则电压为负值（U0）。因此，参考电压的值也是个标量，有正负之分；只有参考方向被假定后，电压的值才有正负之分。如图1-7所示。
电压的正方向
电路中各点的电位随参考点的选择不同而不同，但是任意两点之间的电位差是不变的，它不随参考点的变化而变化。也就是说，电路中任意两点间的电压与参考点的
选择无关。虽然在电路中，参考点可以任意选取，但工程上常选择大地、设备外壳或接地点作为参考点，参考点电位为零。如汽车电路的负极搭铁。
电动势是一个表征电源特征的物理量。是电源将其他形式的能转化为电能，在数值上，等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功。它是能够克服导体电阻对电流的阻力，使电荷在闭合的导体回路中流动的一种作用。
理想电源其电动势与其两端的输出电压之间的关系是：
电动势的单位与电压相同，也用伏特来表示。
电动势的实际方向规定是从电路的低电位指向高电位，即与电压的方向是相反的，在直流电路中，电动势的实际方向是很容易通过直观确定的。
当一段导体中有电流通过时，正电荷从高电位移向低电位端，电场力对它做了功，这个功通常叫做电流的功，简称电功。其单位是焦耳（J）。
单位时间内所做的电功称为电功率，用P来表示，在闭合电路中（如图1-5所示），电源产生的电功率为
负载取用的电功率为
电功率的单位是瓦特，简称瓦（W）。
对于电源，一般将电动势和电流的方向选为一致，若P电源0，表示电源向电路提供电功率；若P电源0，则表示电源从电路取用电功率，起着负载的作用（如正在充电的电瓶）。
对于一个实际的电源，由于有内阻，因而其自身也会消耗小部分的电功率：
对于负载，一般将电压和电流的方向选为一致，若P负载＞0，表示该段电路取用或消耗电功率；若P负载0，则表示该段电路提供电功率，起着电源的作用。
这三者之间有如下的关系：
