第1章 电路的基本知识

本章是电工学的理论基础，主要介绍电路的基本概念和电学中的一些基本物理量，并研究电路的基本规律。

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第一节 电 流

物理学中讲过电荷，并且知道，处在电场中的电荷会受到电场力的作用而运动。

我们把电荷有规则的定向移动称为电流。

形成电流有两个条件：①要有可自由移动的自由电荷；②要有能使自由电荷定向移动的电场（电压）。

不同的导体，自由电荷的种类不同。例如，在金属导体中，自由电荷是自由电子；在电解液中，自由电荷是正、负离子。

一、电流的种类

电流的分类方式较多，按波形可分为直流、交流和脉动电流三大类。凡大小和方向都不随时间变化的电流，称为稳恒电流，简称直流，用DC表示，如图1-1（a）所示；凡大小和方向都随时间变化的电流，称为交变电流，简称交流，用AC表示，如图1-1（b）所示；凡电流的大小随时间变化，但方向不随时间变化的电流，称为脉动电流，如图1-1（c）所示。本章主要讨论直流。

二、电流的大小

电流的大小用电流强度来衡量。我们把单位时间内通过导体横截面的电荷量叫做电流强度，简称电流，用I表示。

若在时间t内通过导体横截面的电荷量为Q，则电流I为

式中，时间t的单位是秒（s）；电荷量Q的单位是库仑（C），简称库；电流I的单位是安培（A），简称安。

常用的电流单位还有千安（kA）、毫安（mA）、微安（μA）等，其换算关系为

例题1-1 某导体在5min内通过的电荷量为4.5C，导体中的电流是多少？

解：由得

三、电流的方向

为分析、计算方便，习惯上规定，正电荷移动的方向为电流的正方向。在金属导体中，电流的方向与电子移动的方向相反。

有时候会遇到某一电流的实际方向难以确定的情况，这时可先假定一个电流的方向，称做参考方向，然后根据电流的参考方向进行计算。若结果为正值，则表明电流的实际方向与参考方向一致，如图1-2（a）所示；若结果为负值，则表明电流的实际方向与参考方向相反，如图1-2（b）所示。