贡献者: kahoyip
电阻器:有定值和变值两种类型。顾名思义,定值电阻器的电阻是固定的,而变值电阻器接入电路的电阻是可被改变的,如滑动变阻器、电阻箱等。
电容器:具有 “通交流隔直流” 的作用,也可以作为储能元件使用。
电感器:具有 “通直流阻交流” 的作用,也可以作为储能元件使用。
二极管:具有单向导电性,属于非线性元件。
导线:连接电源和其他元器件,起输送电能的作用,一般计算时忽略导线的电阻。
开关:控制电路的通断,连接时应断开,闭合后相当于导线。
利用导线,按实际需求将电源和其他元器件连接起来组成的闭合回路,叫做电路。
通过非静电力做功将其他形式能转为电能的装置叫做电源,常见的电源有干电池、蓄电池、锂电池、发电机等。
前面提及到,形成电流的条件包括:导体两端存在电势差和导体中存在自由电荷。若有带正电的 $A$ 球和带负电的 $B$ 球,用一根导线将它们相连,那么两球间存在电势差 $U_{AB}$,$B$ 球中的电子会流向 $A$ 球(产生电流),电中和后,$A$、$B$ 两球间没有电势差,不再形成电流。
为了在电路中形成持续的电流,就需要电源提供非静电力 “搬运” 自由电荷,保持导体两端的电势差。
电源用非静电力所做的功 $W$ 与被移动的电荷量 $q$ 之比,叫做电动势,用 $E$ 表示:
电动势的单位与电势、电势差的单位相同,都是伏特($\mathrm{V}$)。
电动势是描述电源用非静电力做功本领大小的物理量,电源的电动势越大,将其他形式能转化为电能的本领越强。
电路断开时,电源的电动势和电源两极的电压值在数值上相等。
电源的内部也是由导体组成,因此也存在电阻,这部分电阻叫做电源的内阻,常用 $r$ 来表示。
在闭合电路中,若外电路的电阻为 $R$,则有
对上式变形可得闭合电路的欧姆定律:
电压表和电流表是电路实验中常用的两种仪表,它们可由量程较小的灵敏电流计(表头)改装而成。
灵敏电流计在电路中可看作是一个电阻,特殊之处在于流过它的电流可以在表盘上读出,对灵敏电流计进行改装时,需要先留意以下三个参数:
满偏电流 $I_g$:指针指在表盘最大刻度时通过灵敏电流计的电流。
满偏电压 $U_g$:通过灵敏电流计的电流达到满偏电流时,加在灵敏电流计两端的电压。
表头内阻 $R_g$:灵敏电流计内部线圈的电阻,即灵敏电流计的内阻。
上述三个参数满足欧姆定律,即
如果直接用灵敏电流计作为测量电压的工具,那么它能测得的最大电压值就是 $U_g$,$U_g$ 值较小,不适合实际应用。为了扩大量程,就需要串联一个电阻进行分压,使得改装后的电压表量程达到更大的电压值,这个串联的电阻叫做分压电阻。
设改装后的电压表量程变为 $U$,分压电阻为 $R$,则有
可算得需要的分压电阻为
如果我们希望改装后的电压表量程是原来满偏电压的 $n$ 倍,即 $n=U/U_g$,则分压电阻
此时电压表的内阻
与改装电压表类似,为了增大电流量程,就需要并联一个电阻进行分流,这个并联的电阻叫做分流电阻。
设改装后的电流表量程为 $I$,分流电阻为 $R$,则有
需要分流的电阻为
如果我们希望改装后的电流表量程是原来满偏电流的 $n$ 倍,即 $n=I/I_g$,则分流电阻
此时电流表的内阻