電學基本概念——掃盲篇

2020-12-05 從零學電子技術

在初、高中物理中涉及到電學基本概念相對簡單。如果已經具備比較清楚的電學概念,本篇完全可以略過,敬請關注本號後續內容。如果沒有學過或時間太久已沒有太多印象,要想深入學習可通過網絡搜索,有較多的資源可以學習。若不想花費太多的時間去進行深入學習,應把本篇整理出來的電學基本概念深入理解,相信對後續電子技術的學習非常有益。

1.電路(英文:Electrical circuit)又稱電子迴路,是由電氣設備和元器件,按一定方式連接起來為電荷流通提供路徑的總體,也叫電子線路或電氣迴路。

通過下圖可直觀的理解與電路有關的基本概念:

電路的串聯並聯、電路的通路短路斷路

電路基本概念配圖

2.電壓(英文:Voltage),電子技術中有時稱作電勢差或電位差,是衡量單位電荷在靜電場中由於電勢不同所產生的能量差的物理量。其大小等於單位正電荷因受電場力作用從A點移動到B點所做的功,電壓的方向規定為從高電位指向低電位的方向。電壓的國際單位制為伏特(V,簡稱伏),常用的單位還有微伏(μV)、毫伏(mV)、伏(V)、千伏(kV)等。

3.電阻(英文:Resistance),通常用"R"表示,電子在物體內做定向移動會遇到阻礙作用,這種阻礙稱為電阻,表示導體對電流阻礙作用的大小。常用的單位有:歐姆(Ω),千歐(ΚΩ),兆歐(ΜΩ)等。電阻的種類繁多,從構成材料分,有碳質電阻器、碳膜電阻器、金屬膜電阻器、線繞電阻器等。從結構形式分,有固定電阻器、可變電阻器和電位器三種。不同類型的電阻知識將在後續使用時加以介紹。

常見碳膜電阻及金屬膜電阻

電阻的串聯:串聯電路的總電阻等於各串聯電阻之和,即:

R總=R1+R2+R3+……

電阻的串聯與並聯:並聯電路中總電阻的倒數等於各電阻倒數之和,即:

1/R總=1/R1+1/R2+…+1/Rn

大功能、繞線電阻及陶瓷金屬片式電阻

4. 電流(英文:Current)通常用"I"表示(大小寫有區別,後續介紹),指單位時間裡通過導體任一橫截面的電量叫做電流強度,簡稱電流,單位是安培(A),電學上規定正電荷定向流動的方向為電流方向。常用的單位有:千安(kA)、安培(A)、毫安(mA)、微安(μA)。

換算關係:1kA=1000A、1A=1000mA、1mA=1000μA。

5. 歐姆定律:在同一電路中,通過某一導體的電流跟這段導體兩端的電壓成正比,跟這段導體的電阻成反比。即:I= U/R

常用的變形公式有:U=IR 或 R=U/I

圖解歐姆定律

該定律是電子技術中最基本也是非常重要的定律,一定要理解其含義並掌握。

6.電功和電功率

電能(電功)表

電功:電能轉化成多種其他形式能的過程可以說是電流做功的過程,有多少電能發生了轉化就說電流做了多少功,即電功是多少。電功公式: W= UIt

電功的單位:焦耳,簡稱焦,符號J;日常生活中常用千瓦時為電功的單位,俗稱"度",即:

1度=1kw.h=1000w×3600s=3.6×106J

電功率:電流在單位時間內做的功叫做電功率。表示消耗電能快慢的物理量,用P表示,單位是瓦特(Watt),簡稱"瓦",符號是W,常用:千瓦(KW)。

計算方法:P=W/t=UI。

對於純電阻電路,計算電功率還可以用公式P=I^2*R和P=U^2 /R。

對於其它如電場、磁場、電磁感應等與電學相關的知識在後續用到時加以補充,掌握了上述基本概念就可以開啟我們的電子技術學習之旅了,讓我們拭目以待!

切記:越努力越幸運!

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