第2章：電壓、電流和電阻
2.6 電路
2.6.1 電流的方向
電流方向有兩種說法，一種按電子流動方向，另一種是傳統(tǒng)的認(rèn)為從正極流出到負(fù)極，這本教材采用傳統(tǒng)電流方法。（事傳統(tǒng)派，維新派輸了，1！5?。?/p>
2.6.2 基本電路
一般說來，電路是由電壓源、負(fù)載，以及電壓源和負(fù)載之間的電流路徑組成的。
電路原理圖：可以用各元氣器件的標(biāo)準(zhǔn)符號將電路表示為原理圖。原理圖以一種有組織的方式表示了一個給定電路各個元器件是如何相互連接的，從而可以分析電路的工作原理。
2.6.3
上圖是一個閉合電路，即具有完整賄賂的電路，如果完整的回路被破壞，那么這個電路就是一個開路電路。
機械開關(guān)
開關(guān)通常用于控制電路的閉合或斷開。
單刀單擲拔桿開關(guān)（SPST）
所謂“刀”是指開關(guān)機械結(jié)構(gòu)中的活動臂，“刀”的數(shù)量決定了開關(guān)可以控制的獨立電路的數(shù)量。所謂“擲”指的是一個“刀”可以閉合（不同時閉合）的觸點數(shù)。
單刀雙擲開關(guān)（SPDT）
雙刀單擲開關(guān)（DPST）
雙刀單擲開關(guān)允許同時閉合或斷開兩隊觸點。
虛線表示兩接觸臂再機械結(jié)構(gòu)上是連接在一起的。因此它們可通過同一個開關(guān)動作來同步移動。
雙刀雙擲開關(guān)（DPDT）
雙刀雙擲開關(guān)提供兩組中一個觸點的鏈接。
按鈕開關(guān)（PB）
如圖所示的常開按鈕開關(guān)（NOPB）中，當(dāng)按鈕被按下時，兩個觸點之間接通，當(dāng)松開按鈕時連接斷開。
如圖所示的常閉按鈕開關(guān)（NCPB）中，當(dāng)按鈕被按下時，兩個觸點之間的連接斷開，松開按鈕時兩觸點重新接通。
旋鈕開關(guān)
再旋鈕開關(guān)中，一個觸點和其他幾個觸點之間的連接是通過轉(zhuǎn)動一個旋鈕來實現(xiàn)的。一個簡單的6擋旋鈕開關(guān)如圖所示。
半導(dǎo)體開關(guān)
在許多領(lǐng)域都使用晶體管作為開關(guān)，晶體管可用作單刀單擲開關(guān)的等效元器件。控制晶體管的狀態(tài)就可以接通或斷開電路。
- 雙極型晶體管：雙極型晶體管是由電流控制的，當(dāng)某一特定端子有電流時，晶體管相當(dāng)于閉合的開關(guān)；當(dāng)該端子處沒有電流時，晶體管相當(dāng)于斷開的開關(guān)。
- 場效應(yīng)晶體管：場效應(yīng)晶體管是由電壓控制的，當(dāng)某一特定端子上有電壓時，晶體管相當(dāng)于閉合的開關(guān)；當(dāng)該端子上沒有電壓時，晶體管相當(dāng)于斷開的開關(guān)。
保護器件
熔斷器和斷路器用于在電路產(chǎn)生故障或其他異常情況導(dǎo)致電流超過規(guī)定的電流時斷開電路。例如，一個20A的熔斷器或斷路器在電路中的電流超過20A時，就會斷開電路。
熔斷器和斷路器的基本區(qū)別是，當(dāng)熔斷器“熔斷”后，必須更換熔體，但當(dāng)斷路器斷開時，它可以復(fù)位并重復(fù)使用。
熔斷器可分為速動和延時兩種常見類型。速動熔斷器又稱F型熔斷器，延時熔斷器又稱T型熔斷器。與典型的速動熔斷器相比，延時熔斷器能夠承受更大、持續(xù)時間更長的電流沖擊。
一般情況下，斷路器通過電流的熱效應(yīng)或產(chǎn)生的磁場來檢測是否超額定電流。
2.6.4 導(dǎo)線
導(dǎo)線是電器應(yīng)用中最常見的導(dǎo)電材料。導(dǎo)線的直徑各不相同，并根據(jù)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)進行編號。即美國線規(guī)（American Wire Gauge，AWG）。隨著規(guī)格數(shù)字的增加，導(dǎo)線的直徑越來越小。導(dǎo)線的尺寸根據(jù)其橫截面積來確定，導(dǎo)線橫截面積的計量單位是圓密耳（circular mil），縮寫為CM。
1圓密耳指的是直徑為0.001in(1in=0.0254m)的導(dǎo)線面積。將導(dǎo)線直徑表示為以(1/1000)in(mil)為單位的形式，即0.001in = 5mil，那么，直徑的平方就等于導(dǎo)線橫截面積，即：
A
=
d
2
A=d^{2}
A=d2
【注】in是英制單位，英寸。mil是長度單位，密耳。ft是英尺。
其中，
A
A
A是導(dǎo)線橫截面積，單位為圓密耳（CM）；
d
d
d是導(dǎo)線直徑，單位為mil.
下表列出了AWG中的導(dǎo)線尺寸及其對應(yīng)的橫截面積和電阻，其中，電阻單位是Ω/1000ft (1ft=0.3048m)，溫度為20攝氏度：
| AWG編號 | 橫截面積（CM） | 電阻值（Ω/1000ft ，20攝氏度） |
|---|---|---|
| 0000 | 211 600 | 0.0490 |
| 000 | 167 810 | 0.0618 |
| 00 | 133 080 | 0.0780 |
| 0 | 105 530 | 0.0983 |
| 1 | 83 694 | 0.1240 |
| 2 | 66 373 | 0.1563 |
| 3 | 52 634 | 0.1970 |
| 4 | 41 742 | 0.2485 |
| 5 | 33 102 | 0.3133 |
| 6 | 26 250 | 0.3951 |
| 7 | 20 816 | 0.4982 |
| 8 | 16 509 | 0.6282 |
| 9 | 13 094 | 0.7921 |
| 10 | 10 381 | 0.9989 |
| 11 | 8234.0 | 1.260 |
| 12 | 6259.0 | 1.588 |
| 13 | 5178.4 | 2.003 |
| 14 | 4106.8 | 2.525 |
| 15 | 3256.7 | 3.184 |
| 16 | 2582.9 | 4.016 |
| 17 | 2048.2 | 5.064 |
| 18 | 1624.3 | 6.385 |
| 19 | 1288.1 | 8.501 |
| 20 | 1021.5 | 10.15 |
| 21 | 810.10 | 12.80 |
| 22 | 642.40 | 16.14 |
| 23 | 509.45 | 20.36 |
| 24 | 404.01 | 25.67 |
| 25 | 320.40 | 32.37 |
| 26 | 254.10 | 40.81 |
| 27 | 201.50 | 51.47 |
| 28 | 159.79 | 64.90 |
| 29 | 126.72 | 81.83 |
| 30 | 100.50 | 103.2 |
| 31 | 79.70 | 130.1 |
| 32 | 63.21 | 164.1 |
| 33 | 50.13 | 206.9 |
| 34 | 39.75 | 260.9 |
| 35 | 31.52 | 329.0 |
| 36 | 25.00 | 414.8 |
| 37 | 19.83 | 523.1 |
| 38 | 15.72 | 659.6 |
| 39 | 12.47 | 831.8 |
| 40 | 9.89 | 1049.0 |
【例】直徑為0.005in的導(dǎo)線，其橫截面積是多大？
【解】
d
=
0.005
i
n
=
5
m
i
l
d=0.005\rm in=5\rm mil
d=0.005in=5mil，故
A
=
d
2
=
5
2
=
25
C
M
A=d^{2}=5^{2}=25CM
A=d2=52=25CM
導(dǎo)線電阻
每種導(dǎo)電材料都有一個稱為電阻率（即
ρ
ρ
ρ)的特性。在給定溫度下，每種材料的電阻率是一個常數(shù)。長度為
l
l
l，橫截面積為
A
A
A的電阻計算公式為：
R
=
ρ
l
A
R=\frac{ρl}{A}
R=Aρl?
電阻值與電阻率和長度成正比，與橫截面積成反比，為了使計算出的電阻以Ω為單位，應(yīng)取長度單位為英尺(ft)，橫截面積的單位圓密耳（CM），電阻率的單位為
C
M
?
Ω
/
f
t
\rm CM \cdotΩ/ft
CM?Ω/ft
這是外國教材，所以用英制單位，但是在國際單位制中，電阻率的單位是Ω·m，常用單位還有Ω·mm2/m
【例】已知銅的電阻率為
10.37
C
M
?
Ω
/
f
t
10.37\rm CM \cdotΩ/ft
10.37CM?Ω/ft，某段導(dǎo)線長100ft，橫截面積為810.1CM，求該段導(dǎo)線的電阻值。
【解】
R
=
ρ
l
A
=
10.37
C
M
?
Ω
/
f
t
×
100
f
t
810.1
C
M
=
1.280
Ω
R=\frac{ρl}{A}=\frac{10.37\rm CM \cdotΩ/ft \times 100\rm ft}{810.1 \rm CM}=1.280Ω
R=Aρl?=810.1CM10.37CM?Ω/ft×100ft?=1.280Ω
2.6.5 地
地是電路中的參考點。接地一次源于這樣一個事實，電路中通常有一段導(dǎo)體與一根接入大地的8ft金屬棒項鏈。今天，這種連接被稱為接地。在家用電線中，地線通常為綠色導(dǎo)線或裸銅線。 為了安全起見，地線通常連接到金屬配電箱或設(shè)備的金屬底座上。
另一種地稱為參考地，參考地通常是指電路中用來測量電壓的一個公共點，某點的電壓總是相對于另一點規(guī)定的，如果沒有明確說明，則默認(rèn)該點為參考地。參考地的電路定義了0V. 參考第可能與大地的電位完全不同，可以有很高的電位。參考地也被稱為公共地，并記為COM或COMM，因為它代表著一個公共導(dǎo)體。
下圖給出了3種接地符號：
a)既可以表示大地也可以表示參考地
b)表示設(shè)備底座接地
c)是一個備用的符號，通常在電路種有多個不同的公共連接（比如同一電路種的模擬地和數(shù)字地）時使用。
下圖給出了一個簡單的接地電路。
電流從12V電源的正極出發(fā)流過電燈,再通過地流回到電源的負(fù)極。因為所有接地點從電氣角度而言都是同一個點，所以接地為電回電源提供了一條路徑。電路正極相對地面的電壓是+12V.文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-525905.html
課后習(xí)題
（1）組成電路的基本元器件有哪些?
答：電路由電源、負(fù)載和電源與負(fù)載之間的載流通路組成
（2）什么是開路電路?
答：開路電源是指不具有完整電流通路的電路。
（3）什么是閉合電路?
答：閉合電路是指具有完整電流通路的電路
（4）熔斷器和斷路器的區(qū)別是什么?
答：熔斷器開斷后無法恢復(fù)，而斷路器可以。
（5）對于 AWG3和AWG22,哪種導(dǎo)線的直徑較大?
答：AWG3的直徑更大。
（6）什么是電路中的地?
答：地是指電路中的某個公共點或參考點。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-525905.html
到了這里，關(guān)于【電路原理學(xué)習(xí)筆記】第2章：電壓、電流和電阻：2.6 電路的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
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