物理——电路及其应用

这是一个关于物理——电路及其应用的思维导图，主要内容有电路、电流，希望能给大家带来帮助~

电路及其应用

• 电路、电流&电源
  • 电路
    • 自左至右依次为小型电动机、电感器、电容器、电阻器、三极管和二极管。
    • 各种元器件连接在一起形成电路。
    • 闭合电路
      • 由电源、用电器和导线等组成的完整回路叫做闭合电路或者全电路。
      • 电源外部的电路叫做外电路，电源内部的电路叫做内电路。
      • 外电路对电流的阻碍作用叫做外电阻，内电路对电流的阻碍作用叫做内电阻。
      • 外电路两端的电压，称为外电压或端电压，它是电源正负极两端的电压；内电路两端的电压，称为内电压。
  • 电流
    • 电流产生的原因
      • 在金属导体中，有“固定”在晶体结构点阵上失去电子的原子，称为原子实。
      • 若导体中加上了电场，导体中的自由电子就在电场力的作用下，获得逆电场方向的加速度，从而使得电子获得沿加速度方向的速度，这一速度称为漂移速度。
      • 电流是由于大量的自由电荷定向移动而产生的。
    • 电流的定义
      • 通过导体某一横截面的电荷量 Q 与所用时间 t 之比称为电流。I=Q/t
  • 电源
    • 干电池使化学能转化为电势能；发电机使机械能转化为电势能。
    • 从能量转化的角度看，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
• 串联电路和并联电路
  • 串联
    • 电路中各个元件被导线逐次连接起来。
      • 串联电池组
        • 依次将电池的正极和其他电池的负极相连。
  • 并联
    • 在电路中，所有电阻(或其他电子元件)的输入端和输出端分别被连接在一起。
  • 等效电路
    • 等效电路是将一个复杂的组合电路通过电阻等效等方法，化简成具有与原电路功能相同的简单电路。这个简单的电路，称作原复杂电路的等效电路。
    • 目的
      • 为了在电路分析时，通过等效替代，简化分析过程。
• 电阻
  • 电阻
    • 电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。
  • 电阻的性质
    • 电阻是导体本身的一种特性。
    • 不同的导体，电阻大小一般不同。
    • 电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。
  • 电阻定律
    • 在温度不变时，导体的电阻 R 与导体的长度 L 成正比，与导体的横截面积 S 成反比，与构成它的材料有关。
    • 式中 ρ 叫做材料的电阻率。
      • 不同材料的电阻率 ρ 是不同的，它的数值是由导体的材料性 质所决定的，反映了材料的导电性能。
  • 影响电阻的因素：温度
    • 电阻随温度升高而增大。
      • 原因
        • 由于导体材料的电阻率随温度发生了变化。
  • 测量电阻率
    • 测量L、d工具
      • 刻度尺的分度值为 1 mm
      • 游标卡尺的分度值有 0.1 mm、0.05 mm 和 0.02 mm 三种
      • 螺旋测微器的分度值一般为 0.01 mm
• 多用电表
  • 多用电表是一种集测量电压、电流、电阻于一体的多用途电表。
  • 分类
    • 指针式：用来测量电压、电流、电阻等电学量
    • 数字式：测量电压、电流、电阻、交流信号频率、电容值等。（更为精确和便捷）
• 欧姆定律
  • 电源电动势
    • 当内电阻不变，外电阻阻值增大时，外电压增大，内电压减小；当外电阻不变，内电阻阻值增大时，内电压增大，外电压减小。内、外电压之和为恒量，这一恒量称为电源电动势。 E = U 内 + U 外
    • 闭合电路欧姆定律
      • 在闭合电路中电流与电源电动势成正比，与内、外电阻的阻值之和成反比，这个结论叫做闭合电路欧姆定律。
• 电动势
  • 电动势的定义
    • 在不同的电源中，把单位正电荷在电源内部从负极搬运到正极的过程中，非静电力做功的本领不同。电动势就是描述电源这种特性的物理量。
  • 电动势的性质
    • 数值上等于非静电力把 1 C 的正电荷在电源内从负极搬运到正极所做的功。
    • 电动势由电源内部非静电力的特性决定，跟外电路无关。
    • 电源电动势 E、内电阻 r 与外电压 U、电流 I 的关系：
  • 测量方式
    • 将待测电池接入电路，改变外电阻，用电压表和电流表测量不同工作状态下的外电压 U 和电流 I，并作出 U-I 图线，由图线分析即得出电动势 E 和内阻 r。
• 焦耳定律
  • 电功
    • 电流所做的功叫做电功。电流做了多少功就表示有多少电能转化成其他形式的能。
      • 实质
        • 导体中的电场对自由电荷的作用力做的功。
    • 电场力对电荷所做的功为
  • 电功率
    • 电流所做的功与完成这些功用的时间之比叫做电功率，表示电流做功的快慢。P=W/t=UI
  • 电热
    • 焦耳定律
      • 电流通过导体产生的热量 Q，与电流 I 的二次方、导体的电阻 R 和通电的时间 t 成正比。这就是焦耳定律。Q = （I^2）Rt 通常把电流流过导体时产生的热量称为电热，也叫做焦耳热。
    • 热功率
      • 电流通过导体产生的热量与所用时间之比叫做热功率。P=Q/t=（I^2）R
    • 电路将消耗的电能全部用于发热，这样的电路称为纯电阻电路，典型的应用有电熨斗、电饭煲等。
• 家庭电路
  • 组成
    • 家庭电路主要由供电线路、电能表、总开关、低压断路器、插座、开关、用电器等组成。
    • 低压断路器是家庭用电安全的重要保障之一。
  • 分析简单故障&排除隐患
    • 家用电路的故障主要有短路、断路、过载、漏电及连接错误等。
    • 断路器自动断开表示其所在回路发生过载或短路、漏电等故障。
    • 当验电笔接触相线时，其中有电流通过，氖泡会发光。