在上一篇文章中,小編和大家一起學習了電工基礎(chǔ)的入門,不知道大家有沒有和小編一樣茅塞頓開、收獲滿滿?是不是還有很多小伙伴迫不及待的要和小編一起學習更多的知識了?那么就讓我們趁熱打鐵,繼續(xù)學習“電路的方向”這個問題吧。很多時候?qū)τ趶碗s的電路,我們很難直觀的判斷其電壓、電流的實際方向,那么該怎么辦呢?
這里就必須提到一個“參考方向”的概念,類同電位參考點,參考方向是指分析電路時任意指定的電壓或電流正方向,這個指定的方向可能與實際方向相同,也可能相反。
如下圖1-9,對于電阻R5的電壓、電流方向不能直觀判斷時,我們可以先假設(shè)其電流I的方向是從C點流向D點,最后再根據(jù)計算結(jié)果判斷其實際方向。
圖1-9
當:實際方向與參考方向一致,電流(或電壓)值為正值;
實際方向與參考方向相反,電流(或電壓)值為負值;
圖1-10
如上圖1-10所示,假設(shè)電流參考方向是從a指向b,電壓參考方向是a指向b;根據(jù)計算結(jié)果判斷:
若①I=2A,則電流從a流向b;若②I=-2A,則電流從b流向a;
若U=10V,則電壓實際方向從a指向b;若U=-10V,則電壓實際方向從b指向a;
學習到這里,一個大家耳熟能詳?shù)亩删鸵蠄隽?,沒錯!就是歐姆定律。歐姆定律是指在同一電路中,通過某段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:I = U/R。
這句話看著繞口其實很好理解,就拿日常用水打比方,我們可以把電壓比作水壓,電流比作水流,把電阻比擬成管道內(nèi)部的粗糙度,水壓越大,水流量就越大;管內(nèi)越粗糙,水流量就越小。同理,當電壓越大,電流越大;電阻越大,電流越小。
圖1-11
其中,遵循歐姆定律的電阻稱為線性電阻,也就是說,R=U/I=常數(shù),電阻不隨電壓和電流的變化而變化。
圖1-12
看到這里是不是覺得很easy?總之就一句話,電路電路,電流的通路,說到通,那么自然也就有斷,在電路中,想要有電流,那么就必須要有電源,就像日常用水,想要有水用,就必須要有水源。但是并不是有了水源就行的,還得有水流的通道。
圖1-13
如上圖1-13,當開關(guān)打到c點,電路屬于開路狀態(tài),此時電路中電流為0;當開關(guān)打到a點,電路屬通路狀態(tài)且有負載R,此時回路中有電流且負載消耗電能;當開關(guān)打到b點,電源短路,根據(jù)歐姆定律,電源內(nèi)阻很小,電流很大就會損壞電源,可能很多人都聽過把手機電池和硬幣放到一起會爆炸,其實就是利用電源短接的原理。
圖1-14
說到這里,不知道大家是否注意到,在一開始的圖示如圖1-14中電源側(cè)的電壓電流方向是相反的,而負載側(cè)電壓電流是同向的,這其實也是電路分析中判斷電源和負載的一種依據(jù)。電源和負載的不同還區(qū)別于電功率。
功率P:單位時間內(nèi)所做的功,單位是瓦(W)、kW(千瓦)。在電路中,電功率表征負載消耗(電源釋放)電能的快慢,其值等于電壓與電流的乘積,也等于電能除以時間,P=UI=W/t。這里的W指的是電能,也就是大家常說的電度(單位:kWh)。故電源是一個釋放功率的元件,而負載是一個吸收功率的元件。
圖1-15
如上圖1-15,電流從左到右為正方向,電源電壓方向與電流相反,故P電源=-UI;負載電壓方向與電流相同,故P負載=UI。