電路基本概念

① 電路的基本知識

電路的基本知識如下：

1、有兩種類型的電信號，即交流電（AC）和直流電（DC）。在交流電的作用下，電流在整個電路中的流動方向不斷變化。您甚至可以說這是交替的方向。

2、反轉速率以赫茲為單位，即每秒的反轉次數。因此，當他們說美國電源為60 Hz時，它們的意思是每秒反派基襲轉120次（每個周期兩次）。

5、電也可以根據電阻和瓦特來定義。在下一步中，我們將稍微討論阻力，但是我不會深入探討瓦特。當您深入研究電子產品時，會遇到具有瓦特額定值的組件。

6、切勿超過組件的額定功率，這一點很重要，但是幸運的是，可以通過將電源的電壓和電流相乘輕松地計算出直流電源的功率。

② 什麼是電路

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解析:

什麼叫電路？

汽車走的路叫公路，火車走的路叫鐵路。大家都知道要讓電流做手裂功，必須叫它按照指定的路線流動，我們把電流所走的路線就叫做電路。電路和鐵路、公路不同，鐵路、公路可以任意延長和縮短，有頭也有尾，而電路卻是一個閉合的迴路。這樣，電流才能在閉合的迴路中流動，如圖1-6所示。電路是由產生電能的發電機（電池）和用電器具，如電動機、電燈等，以及電氣輔助設備，如開關、儀表等組成。要想讓電流通過電路，必須合上電路中的電氣開關；要想讓電流停止通過時，只要打開電路中的電氣開關就可以。這正如我們要過河，首先得搭橋才成，拆了橋便走不過去一樣。

什麼叫電路???

電路是由相互連接的電子電氣器件，如電阻、電容、電感、二極體、三極體和開關等，構成的網路。電路的大小可以相差很大，小到矽片上的集成電路，大到輸電網。根據所處理信號的不同，電子電路可以分為模擬電路和數字電路。

模擬電路對信號的電流和電壓進行處理。最典型的模擬電路應用芹哪包括：放大電路、振盪電路、線性運算電路（加法、減法、乘法、除法、微分和積分電路）。

數字電路中信號大小隻表示有限的狀態，多數採用布爾代數邏輯對信號進行處嫌薯碼理。典型數字電路有，振盪器、寄存器、加法器、減法器等。

所有的電路都遵循一些基本電路定律。

基爾霍夫電流定律: 流入一個節點的電流總和等於流出節點的電流總合。

基爾霍夫電壓定律: 環路電壓的總合為零。

歐姆定律: 電阻兩端的電壓等於電阻阻值和流過電阻的電流的乘積。

諾頓定理: 任何由電壓源與電阻構成的兩端網路總可以等效為一個理想電流源與一個電阻的並聯網路。

Thevenin定理: 任何由電壓源與電阻構成的兩端網路總可以等效為一個理想電壓源與一個電阻的串聯網路。

分析包含非線性器件的電路則需要一些更復雜的定律。實際電路設計中，電路分析更多的通過計算機模擬來完成。

③ 電的基本知識

(一)電路的基本概念

電流所流通的路徑稱為電路。最簡單的電路由電源、負載、開關和連接導線組成(圖4-18a)。這是用一個燈泡由導線經過開關而連接到干電池上的照明電路。圖中的電源是一節干電池。電源是將其他形式的能量轉換成電能的裝置。負載也稱用電器,是將電能轉換為其他形式能量的器件或設備。連接導線是輸送和分配電能的導體,常用的導線是銅線、鋁線。開關在電路中起控製作用。

圖4-18 實物電路及電路模型圖

在分析器件的接法和原理時,圖4-18a所示是很有用的,但要用它對電路進行定量分析和計算時,則非常困難。所以通常用一些簡單但卻能夠表徵電路主要電磁性能的理想元件來代替實際部件。這樣一個實際電路就可以由多個理想元件的組合來模擬。這樣的電路稱為電路模型,也稱作電路原理圖(圖4-18b)。

(二)電源、電壓、電動勢及歐姆定律

1.電流

電流的大小取決於在一定時間內通過導體橫截面的電荷量多少,在相同的時間內通過導體橫截面的電荷越多,就表示流過該導體的電流越強,反之越弱。電流的大小用電流強度來衡量,通常規定:一秒鍾內通過導體橫截面的電量稱作電流強度,簡稱電流,以字母I表示,電流I的表達式為

I=Q/t (4-1)

電流的單位是安培簡稱安,以字母A表示,還有千安(kA)、毫安(mA)等單位。電路中的電流大小可以用串聯在電路中的電流表測量得到。

2.電壓

電壓是衡量電場做功本領大小的物理量。在電場中,若電場力將電荷Q從a點移到b點,所做的功為A_ab,則兩點間的電壓U_ab為

U_ab=A_ab/Q (4-2)

電壓的單位為伏特簡稱伏,以字母V表示,還有千伏(kV)等單位。電壓大小可用並聯在電路中的電壓表測量得到。

3.電動勢

電動勢是衡量電源將非電能轉換成電能本領的物理量。在電源內部、外力將正電荷Q從負極移到正極所做的功為W_E,則電動勢的大小為

E=W_E/Q (4-3)

圖4-19 電動勢與電壓的方向

電動勢的單位與電壓的單位相同,電動勢的方向規定為在電源內部由電源負極指向電源正極(圖4-19)。

4.歐姆定律

在一段不包含電源的電路中,電流的大小與這段電路兩端的電壓成正比,與這段電路的電阻成反比,這就是歐姆定律,其數字表達式為

I=U/R (4-4)

式中:I為電流(A);U為電壓(V);R為電阻(Ω)。

(三)電阻的連接

1.電阻的串聯電路

兩個或兩個以上的電阻依次相連,中間無分支的連接方式稱為電阻的串聯。圖4-20a所示是3個電阻的串聯。圖4-20b所示是圖4-20a所示的等效電路圖。串聯電路的特點是:

圖4-20 3個電阻的串聯

1)串聯電路中流過每個電阻的電流都相等,即

I=I₁=I₂=I₃=…=I_n

2)串聯兩端的總電壓等於各電阻兩端的分電壓之和,即

U=U_l+U₂+U₃+…+U_n

3)串聯的等效電阻(即總電阻)等於各串聯電阻之和,即

R=R₁+R₂+R₃+…+R_n

4)各串聯電阻兩端的電壓與其電阻的阻值成正比。

地勘鑽探工：基礎知識

由上述特點可知,阻值越大的電阻所分配到的電壓越大,反之電壓越小,這就是串聯電路電阻的分壓原理。分壓公式為(3個電阻串聯):

地勘鑽探工：基礎知識

2.電阻的並聯電路

兩個或兩個以上的電阻接在電路中相同的兩點間的連接方式,稱為電阻的並聯(圖4-21)。並聯電路的特點:

圖4-21 3個電阻的並聯

1)並聯電路中各電阻兩端的電壓相等,且等於電路兩端的電壓,即

U=U₁=U₂=U₃=…=U_n

2)並聯電路中的總電流等於各電阻中的電流之和,即

I=I₁+I₂+I₃+…+I_n

3)並聯電路的等效電阻(即總電阻)的倒數等於各並聯電阻的倒數之和,即

地勘鑽探工：基礎知識

4)流過各並聯電阻中的電流與其阻值成反比,即

地勘鑽探工：基礎知識

由上述特點可知,並聯電路中,電流的分配與電阻成反比,即阻值越大的電阻所分配到的電流越小,反之電流越大,這就是並聯電路的分流原理。分流公式為(2個電阻並聯):

地勘鑽探工：基礎知識

3.電阻的混聯電路

既有電阻串聯,又有電阻並聯的電路,稱為電阻的混聯電路(圖4-22)。

圖4-22 混聯電路

(四)單相交流電路

1.正弦交流電的基本概念

(1)交流電的概念

交流電是指大小和方向隨時間作周期性變化的電流。交流電又可分為正弦交流電和非正弦交流電兩類。正弦交流電是指按正弦規律變化的交流電(圖4-23a);非正弦交流電不按正弦規律變化(圖4-23b)。

圖4-23 交流電曲線圖

由於交流電便於遠距離輸送,經變壓器可獲得不同等級交流電壓,通過整流又可獲得直流電。另外交流電氣設備比直流電氣設備構造簡單,造價低廉,堅固耐用,維修方便,所以交流電廣泛應用於現代工農業及交通通訊事業中。

(2)正弦交流電的基本參量和要素

1)瞬時值。正弦交流電是隨時間按正弦規律變化的,把任意時刻正弦交流電的數值稱為瞬時值。分別以小寫字母e、u、i表示。

2)最大值。交流電在變化中出現的最大瞬時值稱為最大值(或稱峰值、振幅)。分別用大寫字母E_m、U_m、I_m表示。最大值有正有負,習慣上都以絕對值表示,最大值是正弦交流電的三要素之一。

3)周期。交流電每變化一次所需的時間稱為周期。用字母T表示,單位為秒(s)。

4)頻率。交流電在1s內變化的次數為頻率,用字母f表示,單位為赫(Hz)。我國使用的交流電頻率為50Hz,周期為0.02s。習慣上將50Hz稱為工頻。

5)角頻率(又稱角速度)。角頻率是指交流電在1s內變化的電角度,用字母ω表示,單位為弧度/秒(rad/s)。

在E=E_msina中,角度a的大小反映著感應電動勢的大小和方向,這種以電磁關系來計量交流電變化的角度稱為電角度。周期、頻率、角頻率都是反映交流電變化的快慢,並稱為正弦交流電的要素之二,它們之間的關系可用下列公式表示:

T=1/f

ω=2πf=2π/T

ω=a/ta=ωt

6)初相角。把線圈剛開始轉動瞬時(t=0時)的相位角稱為初相角,也稱初相位或初相,用Ψ表示。初相角是正弦交流電的三要素之三。

7)相位差。相位差是兩個同頻率正弦交流電的相位之差為相位差。實際即為初相位之差。

2.三相交流電路基本知識

三相交流電路是相對單相交流電路而言的,三相交流電路在生產上的應用最為廣泛。在發電和輸配電方面一般都採用三相制,在用電方面最主要的負載是交流電動機。將用電器接到交流電源上組成的電路稱作交流電路,接在交流電路中的用電器可分為電阻(如電阻爐、電阻器等)、電感(如感應電爐、電感線圈等)、電容(或稱電容器)3種基本情況。

(1)三相交流電源

1)三相交流電源的優點。前面所講的單相交流電路中的電源只有兩根輸出線,而且電源只有一個交變電動勢。如果在交流電路中有幾個電動勢同時作用,每個電動勢的大小相等,頻率相同,只有初相角不同,那麼就稱這種電路為多相制電路。其中每一個電動勢構成的電路稱為多相制的一相。目前應用最為廣泛的是三相制電路。其電源是由三相發電機產生的。和單相交流電相比,三相交流電具有以下優點:①三相發電機比尺寸相同的單相發電機輸出的功率要大。②三相發電機的結構和製造不比單相發電機復雜多少,且使用、維護都較方便,運轉時比單相發電機的振動要小。③在同樣條件下輸送同樣大的功率時,特別是在遠距離輸電時,三相輸電線比單相輸電線可節約25%左右的材料。由於具有以上優點,所以三相交流電比單相交流電應用得更廣泛,通常的單相交流電源多數也是從三相交流電源中獲得的。

2)三相正弦電動勢的產生。三相電動勢一般是由發電廠中的三相交流發電機產生的。三相發電機的示意圖如圖4-24所示;它主要由定子和轉子構成。在定子上嵌入了3個繞組,每1個繞組為一相,合稱三相繞組。三相繞組的始端分別用U₁、V₁、W₁表示,末端用U₂、V₂、W₂表示。轉子是一對磁極的電磁鐵,它以勻角速度ω逆時針方向旋轉。如果三相繞組的形狀、尺寸、匝數均相同,則三相繞組中的感應電動勢的振幅相等,頻率也相同。但三個繞組在空間位置上相互隔開120°,所以感應電動勢最大值出現的時間各相差三分之一周期,即在相位上互差120°。若磁感應強度沿轉子表面按正弦規律分布,則在三相繞組中可以分別感應出振幅相等、頻率相同、相位互差120°的三個正弦電動勢,這種三相電動勢稱為對稱三相電動勢。

圖4-24 三相交流發電機示意圖

3)相序。三相電動勢到達最大值的先後次序叫作相序。它們的相序就是U—V—W—U,稱為正序。若最大值出現的次序為U—W—V—U,恰好與正序相反,稱為負序或逆序。一般三相對稱電動勢都是指正序,工廠的供電線有時採用黃、綠、紅三種顏色分別表示U、V、W三相。

(2)三相電源繞組的連接

我們知道,三相發電機具有3個電源繞組。若每個繞組各接上一個負載,就得到彼此不相關的3個獨立的單相電路,構成三相六線制。用三相六線制來輸電需要六根輸電線,很不經濟,沒有實用價值。在現代供電系統中,三相發電機的三個繞組採用兩種連接方式,這就是星形連接和三角形連接。

1)三相電源繞組的星形連接。將發電機三相繞組的末端U₂、V₂、W₂連接成一個公共點的連接方式,稱為星形接法或Y形接法(圖4-25)。該公共點稱為電源中點,以N表示。從3個始端U₁、V₁、W₁分別引出的3根接負載的導線,稱為相線或端線。從電源中點N引出一根與負載相接的導線叫作中線或零線。

圖4-25 三相四線制

有中線的三相制叫作三相四線制(圖4-25)。右邊是它的簡畫法。無中線的三相制叫作三相三線制(圖4-26)。

圖4-26 三相三線制

每相繞組二端的電壓稱為相電壓,相電壓的正方向規定從始端指向末端。在有中線時,相電壓就是各相線與中線之間的電壓。兩根相線之間的電壓稱為線電壓。三相四線制可輸送兩種電壓(線電壓和相電壓)。其中,線電壓與相電壓的數量關系為:

，兩者的相位關系是:線電壓超前對應的相電壓30°。

在日常生活和生產中,工業三相電壓(俗稱動力電)是380V(U_線=380V),家用單相交流電(俗稱民用電)的電壓為220V(U_相=380V)。

2)三相電源繞組的三角形連接。將三相發電機每一相繞組的末端和另一相繞組的始端依次相接的連接方式,稱為三角形接法或△接法(圖4-26)。採用三角形連接時,線電壓等於相電壓,即U_線=U_相。

實際上,三相發電機產生的三相電動勢總可能存在微小的不對稱,因而會產生一點環流。當一相繞組接反時,環流將很大,以至燒壞繞組,這是不允許的。發電機繞組一般不採用三角形接法而採用星形接法。

(3)三相負載的連接

三相電路中的負載由三部分組成,其中每一部分稱為一相負載。實用中三相負載組成一個整體,例如三相交流電動機;也有由彼此獨立的三個單相負載組成的三相負載,例如日常見到的照明電路。三相負載有兩種連接方式,即星形連接和三角形連接。

1)三相負載的星形連接。把三相負載分別接在三相電源的一根相線和中線之間的接法稱為三相負載的星形連接(圖4-27)。圖4-27中Z_U、Z_V、Z_W為各負載的阻抗值,N'為負載的中性點。我們把負載兩端的電壓稱作負載的相電壓。在忽略輸電線上的電壓降時,負載的相電壓就等於電源的相電壓。三相負載的線電壓就是電源的線電壓。負載的相電壓U_相與負載的線電壓U_線的關系仍然是:

,線電流的大小等於相電流,即I_線Y=I_相Y。

圖4-27 三相負載的星形連接

2)三相負載的三角形連接。把三相負載分別接在三相電源每兩根相線之間的接法稱為三角形連接(圖4-28)。在三角形連接中,由於各相負載是接在兩根相線之間,因此負載的相電壓就是電源的線電壓,即

。三角形負載接上電源後,也會產生相電流和線電流,當負載接成三角形時,若負載對稱,那麼線電流的大小為相電流的

倍,即

;在相位上比對應的相電流滯後30°。

圖4-28 三相負載的三角形連接

3)中線(零線)的作用。三相電路中應力求三相負載平衡,如三相照明電路中,應注意將照明負載平衡分接在三相中,不要全部接在某一相上。因為如果三相負載不對稱,當中線存在時,各相負載的電壓保持不變。但當中線斷開後,負載的相電壓就不相等了。阻抗較小的相電壓減小,阻抗較大的相電壓增高,將使電壓增大的這相電器被燒壞。所以在三相負載不對稱的低壓供電系統中,不允許在中線上安裝熔斷器,而且中線常用鋼絲製成,以免中線斷開發生事故。當然,另一方面要力求三相負載平衡以減少中線電流。如在三相照明電路中,就應將照明的電燈平均分接在三相上,而不要全部集中接在某一相上。

④ 什麼叫電路

能載電復流的通路或互聯通路組。制直流電通過的電路稱為直流電路交流電通過的電路稱為交流電路 2.對於電子流的一條或多條完整、閉合通路的布置 3.某一個電路中的規定部分 4.包括任何位移電流在內的電流的全部通路 5.電子元件的組合

⑤ 電路的基本概念和基本定律

電路的基本概念和基本定律如下：

電路就是一個為了完成某種功能而由一系列電氣器件和導線按一定方式連接起來的電流通路。這些功能比如：電能的傳輸、分配與轉換；電信號的傳輸、分配與轉換等。

電路規模的大小，可以相差很大，小到矽片上的集成電路，大到高低壓輸電網。根據所處理信號的不同，電子電路可以分為模擬電路和數字電路。

內容是，在任何一個閉合迴路中，各元件上的電壓降的代數和等於電動勢的代數和，即從一點出發繞迴路一周回到該點時，各段電壓的代數和恆等於零，即∑U=0

KCL基爾霍夫(電路)定律是求解復雜電路的電學基本定律。在19世紀40年代，由於電氣技術發展的十分迅速，電路變得愈來愈復雜。某些電路呈現出網路形狀，並且網路中還存在一些由3條或3條以上支路形成的交點(節點)。

這種復雜電路不是串、並聯電路的公式所能解決的，剛從德國哥尼斯堡大學畢業，年僅21歲的基爾霍夫（GustavRobertKirchhoff，1824～1887），1845年，在他的第1篇論文中提出了適用於這種網路狀電路計算的兩個定律，即著名的基爾霍夫定律。該定律能夠迅速地求解任何復雜電路，從而成功地解決了這個阻礙電氣技術發展的難題。

⑥ 電路的概念

電路是電流所流經的路徑,或稱電子迴路，是由電氣設備和元器件（用電器），按一定方式聯接起來。如電阻、電容、電感、二極體、三極體、電源和開關等，構成的網路。 共15張各種不同電路板、電路圖電路規模的大小，可以相差很大，小到矽片上的集成電路，大到高低壓輸電網。根據所處理信號的不同，電子電路可以分為模擬電路和數字電路。模擬電路將連續性物理自然變數轉換為連續的電信號，並通過運算連續性電信號的電路即稱為模擬電路。模擬電路對電信號的連續性電壓、電流進行處理。最典型的模擬電路應用包括：放大電路、振盪電路、線性運算電路（加法、減法、乘法、除法、微分和積分電路）。運算連續性電信號。數字電路數字電路亦稱為邏輯電路將連續性的電訊號，轉換為不連續性定量的電信號，並運算不連續性定量電信號的電路，稱為數字電路。數字電路中，信號大小為不連續並定量化的電壓狀態。多數採用布爾代數邏輯電路對定量後信號進行處理。典型數字電路有，振盪器、寄存器、加法器、減法器等。運算不連續性定量電信號。·集成電路亦稱為IC (Integrated Circuit)。·運用集成電路設計程式（IC設計），將一般電路設計到半導體材料里的半導體電路（一般為矽片），稱為積體電路。·利用半導體技術製造出集成電路（IC）。類型及概念·電源電路：產生各種電子電路的所需求電源。·電子電路：亦稱電氣迴路。·基頻電路，基頻，低頻率，使用基頻元件。·高頻電路，高頻，高頻率，使用高頻元件。·被動元件：如電阻、電容、電感、二極體…等，有分基頻被動元件、高頻被動元件。·主動元件：如電晶體、微處理器…等有分基頻主動元件、高頻主動元件。微處理器電路：亦稱微控制器電路，形成計算機、游戲機、(播放器影、音)、各式各樣家電、滑鼠、鍵盤、觸控…等。電腦電路：為微處理器電路進階電路，形成桌上型電腦、筆記型電腦、掌上型電腦、工業電腦…各樣電腦等。通訊電路：形成電話、手機、有線網路、有線傳送、無線網路、無線傳送、光通訊、紅外線、光纖、微波通訊、衛星通訊等。顯示器電路：形成螢幕、電視、儀表等各類顯示器。光電電路：如太陽能電路。電機電路：常運用於大電源設備、如電力設備、運輸設備、醫療設備、工業設備…等。[2]集成電路發明傑克·基爾比（Jack S. Kilby） 集成電路之父1958年9月12日，基爾比研製出世界上第一塊集成電路。發明誕生1947年，伊利諾斯大學畢業生傑克·基爾比懷著對電子技術的濃厚興趣，在威斯康星州的密爾瓦基找了份工作，為一個電子器件供應商製造收音機、電視機和助聽器的部件。工余時間，他在威斯康星大學上電子工程學碩士班夜校。當然，工作和上課的雙重壓力對基爾比來說可算是一個挑戰，但他說：「這件事能夠做到，且它的確值得去努力。」

⑦ 電路的基本概念及定律

電路分抄析概述
一、電路的概念

電路是由用電設備（稱為負載）、元器件、供電設備（稱為電源）通過導線連接而構成的提供給電荷流動的通路。電路是電場的一種特殊形式，當電場被束縛在電荷流動的路徑周圍很小的范圍時，即形成電路。

二、電路的組成

為電路工作提供能量的電源；完成放大、濾波、移相等功能的元器件；用電設備（負載）；連接電源、元器件和用電設備的導線；控制電源接入的開關等。

三、電路的功能

客觀上電路提供了電荷流動的通路，電荷攜帶著電能在電路中流動，從電源帶走電能，而在用電元器件中又釋放電能，因此電路的工作伴隨著能量的運動。

電路主要有下列作用：

能量傳輸 將電源的電能傳輸給用電設備(負載)。

能量轉換 將傳輸到負載的電能根據需要轉換成其它形式的能量，如光、聲、熱、機械能等。

⑧ 電力系統的基本概念

電力系統的基本概念如下：

電力系統 由發電、變電、輸電、配電和用電等環節組成的電能生產與消費系統。它的功能是將自然界的一次能源通過發電動力裝置(主要包括鍋爐、汽輪機、發電機及電廠輔助生產系統等)轉化成電能，再經輸、變電系統及配電系統將電能供應到各負荷中心逗扮。

電力系統的分層

在電力系統中，電網按電壓等級的高低分層，按負荷密度的地域分區。不同容量的發電廠和用戶應分別接入不同電壓等級的電網。大容量主力電廠應接入主網，較大容量的電廠應接入較高壓的電網，容量較小的可接入較低電壓的電網。

配電網應按地區劃分，一個配電網擔任分配一個地區的電力及向該地區供電的任務。因此，它不應當與鄰近的地區配電網直接進行橫向聯系，若要聯系應通過高一級電網發生橫向聯系。

配電網之間通過輸電網發生聯系。不同電壓等級電網的縱向聯系通過輸電網逐級降壓形成。不同電壓等級的電網要避免電磁環網。

⑨ 電路是什麼

電路是由金屬導線和電氣、電子部件組成的導電迴路。

在電路輸入端加上電源使輸入端產生電勢差，電路連通時即可工作。電流的存在可以通過一些儀器測試出來，如電壓表或電流表偏轉、燈泡發光等；按照流過的電流性質，一般把它分為兩種：直流電通過的電路稱為「直流電路」，交流電通過的電路稱為「交流電路」。

(9)電路基本概念擴展閱讀

電路的組成

電路由電源、開關、連接導線和用電器四大部分組成。實際應用的電路都比較復雜，因此，為了便於分析電路的實質，通常用符號表示組成電路實際原件及其連接線，即畫成所謂電路圖。其中導線和輔助設備合稱為中間環節。

電源是提供電能的設備。電源的功能是把非電能轉變成電能。例如，電池是把化學能轉變成電能；發電機是把機械能轉變成電能。由於非電能的種類很多，轉變成電能的方式也很多。電源分為電壓源與電流源兩種，只允許同等大小的電壓源並聯，同樣也只允許同等大小的電流源串聯，電壓源不能短路，電流源不能斷路。

在電路中使用電能的各種設備統稱為負載。負載的功能是把電能轉變為其他形式能。例如，電爐把電能轉變為熱能；電動機把電能轉變為機械能，等等。通常使用的照明器具、家用電器、機床等都可稱為負載。

連接導線用來把電源、負載和其他輔助設備連接成一個閉合迴路，起著傳輸電能的作用。

輔助設備是用來實現對電路的控制、分配、保護及測量等作用的。輔助設備包括各種開關、熔斷器、電流表、電壓表及測量儀表等。

⑩ 電路是什麼意思

基本概念

電流流過的迴路叫做電路，又稱導電迴路。

電路

根據一定的任務,把所需的器件,用導線相連即組成電路。電路是電力系統、控制系統、通信系統、計算機硬體等電系統的主要組成部分,起著電能和電信號的產生、傳輸、轉換、控制、處理和儲存等作用。

最簡單的電路，是由電源，用電器（負載），中間環節（導線，開關等元器件）三部分組成。[7]電路導通時叫做通路，斷開時叫開路。只有通路，電路中才有電流通過。電路某一處斷開叫做斷路或者開路。如果電路中電源正負極間沒有負載而是直接接通叫做短路，這種情況是決不允許的。另有一種短路是指某個元件的兩端直接接通，此時電流從直接接通處流經而不會經過該元件，這種情況叫做該元件短路。開路（或斷路）是允許的，而第一種短路決不允許，因為電源的短路會導致電源燒壞，用電器短路會導致用電器、電表等無法正常工作現象的發生。

專業理解

電路是電流所流經的路徑,或稱電子迴路，是由電氣設備和元器件（用電器），按一定方式聯接起來。如電阻、電容、電感、二極體、三極體、電源和開關等，構成的網路。

電路規模的大小，可以相差很大，小到矽片上的集成電路，大到高低壓輸電網。根據所處理信號的不同，電子電路可以分為模擬電路和數字電路。

模擬電路

將連續性物理自然變數轉換為連續的電信號，並通過運算連續性電信號的電路即稱為模擬電路。模擬電路對電信號的連續性電壓、電流進行處理。

最典型的模擬電路應用包括：放大電路、振盪電路、線性運算電路（加法、減法、乘法、除法、微分和積分電路）。運算連續性電信號。

數字電路

數字電路亦稱為邏輯電路

將連續性的電訊號，轉換為不連續性定量的電信號，並運算不連續性定量電信號的電路，稱為數字電路。

數字電路中，信號大小為不連續並定量化的電壓狀態。

多數採用布爾代數邏輯電路對定量後信號進行處理。典型數字電路有，振盪器、寄存器、加法器、減法器等。運算不連續性定量電信號。

·集成電路亦稱為IC (Integrated Circuit)。

·運用集成電路設計程式（IC設計），將一般電路設計到半導體材料里的半導體電路（一般為矽片），稱為積體電路。·利用半導體技術製造出集成電路（IC）。

類型及概念

·電源電路：產生各種電子電路的所需求電源。

·電子電路：亦稱電氣迴路。

·基頻電路，基頻，低頻率，使用基頻元件。

·高頻電路，高頻，高頻率，使用高頻元件。

·被動元件：如電阻、電容、電感、二極體…等，有分基頻被動元件、高頻被動元件。

·主動元件：如電晶體、微處理器…等有分基頻主動元件、高頻主動元件。

微處理器電路：亦稱微控制器電路，形成計算機、游戲機、(播放器影、音)、各式各樣家電、滑鼠、鍵盤、觸控…等。

電腦電路：為微處理器電路進階電路，形成桌上型電腦、筆記型電腦、掌上型電腦、工業電腦…各樣電腦等。

通訊電路：形成電話、手機、有線網路、有線傳送、無線網路、無線傳送、光通訊、紅外線、光纖、微波通訊、衛星通訊等。

顯示器電路：形成螢幕、電視、儀表等各類顯示器。

光電電路：如太陽能電路。

電機電路：常運用於大電源設備、如電力設備、運輸設備、醫療設備、工業設備…等。

集成電路發明

傑克·基爾比（Jack S. Kilby） 集成電路之父

1958年9月12日，基爾比研製出世界上第一塊集成電路。

發明誕生

1947年，伊利諾斯大學畢業生傑克·基爾比懷著對電子技術的濃厚興趣，在威斯康星州的密爾瓦基找了份工作，為一個電子器件供應商製造收音機、電視機和助聽器的部件。工余時間，他在威斯康星大學上電子工程學碩士班夜校。當然，工作和上課的雙重壓力對基爾比來說可算是一個挑戰，但他說：「這件事能夠做到，且它的確值得去努力。」

取得碩士學位後，基爾比與妻子遷往德克薩斯州的達拉斯市，供職於德州儀器公司，因為它是惟一允許他差不多把全部時間用於研究電子器件微型化的公司，給他提供了大量的時間和不錯的實驗條件。基爾比生性溫和，寡言少語，加上6英尺6英寸的身高，被助手和朋友稱作「溫和的巨人」。正是這個不善於表達的巨人醞釀出了一個巨人式的構思。當時的德州儀器公司有個傳統，炎熱的8月里員工可以享受雙周長假。但是，初來乍到的基爾比卻無緣長假，只能待在冷清的車間里獨自研究。在這期間，他漸漸形成一個天才的想法：電阻器和電容器(無源元件)可以用與晶體管(有源器件)相同的材料製造。另外，既然所有元器件都可以用同一塊材料製造，那麼這些部件可以先在同一塊材料上就地製造，再相互連接，最終形成完整的電路。他選用了半導體硅。

「我坐在桌子前，待的時間好像比平常晚一點。」他在1980年接受采訪時回憶說，「整個構想其實在當天就已大致成形，接著我將所有想法整理出來，並在筆記本上畫出了一些設計圖。等到主管回來後，我就將這些設計圖拿給他看。當時雖然有些人略有懷疑，但他們基本上都了解這項設計的重要性。」於是，我們回到文章開頭的那一幕，那一天，公司的主管來到實驗室，和這個巨人一起接通了測試線路。試驗成功了。德州儀器公司很快宣布他們發明了集成電路，基爾比為此申請了專利。開創了硅時代。當時，他也許並沒有真正意識到這項發明的價值。在獲得諾貝爾獎後，他說：「我知道我發明的集成電路對於電子產業非常重要，但我從來沒有想到它的應用會像今天這樣廣泛。」

影響

集成電路取代了晶體管，為開發電子產品的各種功能鋪平了道路，並且大幅度降低了成本，第三代電子器件從此登上舞台。它的誕生，使微處理器的出現成為了可能，也使計算機變成普通人可以親近的日常工具。集成技術的應用，催生了更多方便快捷的電子產品，比如常見的手持電子計算器，就是基爾比繼集成電路之後的一個新發明。直到今天，硅材料仍然是我們電子器件的主要材料。

諾貝爾獎

2000年，集成電路問世42年以後，人們終於了解到他和他的發明的價值，他被授予了諾貝爾物理學獎。諾貝爾獎評審委員會曾經這樣評價基爾比：「為現代信息技術奠定了基礎」。1959年，仙童半導體公司的羅伯特·羅伊斯申請了更為復雜的硅集成電路，並馬上投入了商業領域。但基爾比首先申請了專利，因此，羅伊斯被認為是集成電路的共同發明人。羅伊斯於1990年去世，與諾貝爾獎擦肩而過。傑克·基爾比相當謙遜，他一生擁有六十多項專利，但在獲獎發言中，他說：「我的工作可能引入了看待電路部件的一種新角度，並開創了一個新領域，自此以後的多數成果和我的工作並無直接聯系。

電路的組成

電路由電源、開關、連接導線和用電器四大部分組成。實際應用的電路都比較復雜，因此，為了便於分析電路的實質，通常用符號表示組成電路實際原件及其連接線，即畫成所謂電路圖。其中導線和輔助設備合稱為中間環節。

電源是提供電能的設備。電源的功能是把非電能轉變成電能。例如，電池是把化學能轉變成電能；發電機是把機械能轉變成電能。由於非電能的種類很多，轉變成電能的方式也很多。電源分為電壓源與電流源兩種，只允許同等大小的電壓源並聯，同樣也只允許同等大小的電流源串聯，電壓源不能短路，電流源不能斷路。

在電路中使用電能的各種設備統稱為負載。負載的功能是把電能轉變為其他形式能。例如，電爐把電能轉變為熱能；電動機把電能轉變為機械能，等等。通常使用的照明器具、家用電器、機床等都可稱為負載。

連接導線用來把電源、負載和其他輔助設備連接成一個閉合迴路，起著傳輸電能的作用。

輔助設備輔助設備是用來實現對電路的控制、分配、保護及測量等作用的。輔助設備包括各種開關、熔斷器、電流表、電壓表及測量儀表等。

串聯電路

串聯是連接電路元件的基本方式之一。將電路元件(如電阻、電容、電感,用電器等)逐個順次首尾相連接，

將各用電器串聯起來組成的電路叫串聯電路。

·開關在任何位置控制整個電路，即其作用與所在的位置無關。電流只有一條通路，經過一盞燈的電流一定經過另一盞燈。如果熄滅一盞燈，另一盞燈一定熄滅。

·優點：在一個電路中， 若想通過一個開關控制所有電器， 即可使用串聯的電路；

·缺點：只要有某一處斷開，整個電路就成為斷路。 即所相串聯的電子元件不能正常工作。

串聯電路中總電阻等於各電子元件的電阻和，各處電流相等，總電壓等於各處電壓之和。

並聯電路

並聯電路是使在構成並聯的電路元件間電流有一條以上的相互獨立通路，為電路組成二種基本的方式之一。例如，一個包含兩個電燈泡和一個9 V電池的簡單電路。若兩個電燈泡分別由兩組導線分開地連接到電池，則兩燈泡為並聯。

特點：用電器之間互不影響。一條支路上的用電器損壞，其他支路不受影響。

電路中物理學

電路的作用是進行電能與其它形式的能量之間的相互轉換。因此，用一些物理量來表示電路的狀態及各部分之間能量轉換的相互關系。

電流的含義

電流在實用上有兩個含義：第一，電流表示一種物理現象，即電荷有規則的運動就形成電流。第二，本來，電流的大小用電流強度來表示，而電流強度是指在單位時間內通過導體截面積的電荷量，其單位是安培（庫/秒），簡稱安，用大寫字母A表示。但電流強度平時人們多簡稱電流。所以電流又代表一個物理量，這是電流的第二個含義。

電流的方向

電流的真實方向和正方向是兩個不同的概念，不能混淆。

習慣上總是把正電荷運動的方向，作為電流的方向，這就是電流的實際方向或真實方向，它是客觀存在，不能任意選擇，在簡單電路中，電流的實際方向能通過電源或電壓的極性很容易地確定下來。

但是，在復雜直流電路中，某一段電路里的電流真實方向很難預先確定，在交流電路中，電流的大小和方向都是隨時間變化的。這時，為了分析和計算電路的需要，引入了電流參考方向的概念，參考方向又叫假定正方向，簡稱正方向。

所謂正方向，就是在一段電路里，在電流兩種可能的真實方向中，任意選擇一個作為參考方向（即假定正方向）。當實際的電流方向與假定的正方向相同時，電流是正值；當實際的電流方向與假定正方向相反時，電流就是負值。

換一個角度看，對於同一電路，可以因選取的正方向不同而有不比較電壓和電位的概念可以看出，電場中某點的電位就是該點到參考點之間的電壓，電位是電壓的一個特殊形式同的表示，它可能是正值或者是負值。要特別指出的是，電路中電流的正方向一經確定，在整個分析與計算的過程中必須以此為准，不允許再更改。

從數值上看，AB兩點之間的電壓是電場力把單位正電荷從A點移動到B點時所做的功；而電場中某點的電位等於電場力將單位正電荷自該點移動到參考點所做的功。。對於電位來說，參考點是至關重要的。在同一電路中，當選定不同的參考點，同一點的電位數值是不同的。

原則上說，參考點可以任意選定。在電工領域，通常選電路里的接地點為參考點，在電子電路里，常取機殼為參考點。

在實際應用時，僅知道兩點間的電壓往往不夠，還要求知道這兩點中哪一點電位高，哪一點電位低。例如，對於半導體二極體來說，還有其陽極電位高於陰極電位時才導通；對於直流電動機來說，繞組兩端的電位高低不同，電動機的轉動方向可能是不同的。由於實際使用的需要，要求我們引入電壓的極性，即方向問題。

電路中因其他形式的能量轉換為電能所引起的電位差，叫做電動勢。用字母E表示，單位是伏特。在電路中，電動勢常用符號δ表示。

在物理學中，用電功率表示消耗電能的快慢．電功率用P表示，它的單位是瓦特，簡稱瓦，符號是W．電流在單位時間內做的功叫做電功率 以燈泡為例，電功率越大，燈泡越亮。燈泡的亮暗由實際電功率決定，不用所通過的電流、電壓、電能、電阻決定！[5]

重要定律

歐姆定律：在同一電路中，導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻阻值成反比，基本公式是I=U/R（電流=電壓/電阻）

諾頓定理：任何由電壓源與電阻構成的兩端網路, 總可以等效為一個理想電流源與一個電阻的並聯網路。

戴維寧定理：任何由電壓源與電阻構成的兩端網路, 總可以等效為一個理想電壓源與一個電阻的串聯網路。

分析包含非線性器件的電路，則需要一些更復雜的定律。實際電路設計中，電路分析更多的通過計算機分析模擬來完成。

它是線性元件的一個重要定理。在線性電阻中，某處電壓或電流都是電路中各個獨立電源單獨作用時，在該處分別產生的電壓或電流的疊加。

對於一個具有n個結點和b條支路的電路，假設各條支路電流和支路電壓取關聯參考方向，並令（i1,i2,···,ib）、（u1,u2,···,ub）分別為b條支路的電流和電壓，則對於任何時間t，有i1*u1+i2*u2+···+ib*ub=0。

在對偶電路中，某些元素之間的關系（或方程）可以通過對偶元素的互換而相互轉換。對偶的內容包括：電路的拓撲結構、電路變數、電路元件、一些電路的公式（或方程）甚至定理。

所有的電路在工作時，每一個元件或線路都會有能量的工作運用，即電能運用，而所有電路里的電能工作運用即稱為電路功率。

電路或電路元件的功率定義為：【功率=電壓*電流（P=I*V）】。

自然界里能量不會消滅，固有一定律【能量守恆定律】。

電路總功率=電路功率+各電路元件功率。例如：【電源（I*V）=電路（I*V）+ 各元件（I*V）】

在電路中的能量有時會變為熱能或輻射能…等其他能量到空氣中，這就是電路或電路元件會發熱的原因，不會全部形成電能於電路中，有【總能量=電能+熱能+輻射能+其他能量】。

串聯電路

1. 電流處處相等： I總=I1 =I2 =I3 =……=In

2. 總電壓等於各處電壓之和：U總=U1+U2+U3+……+Un

3. 等效電阻等於各電阻之和：R總=R1+R2+R3+……+Rn

(增加用電器相當於增加長度,增大電阻)

4. 總功率等於各功率之和：P總=P1+P2+P3+……+Pn

5. 總電功等於各電功之和：W總=W1+W2+……+Wn

6. 總電熱等於各電熱之和：Q總=Q1+Q2+……+Qn

7. 等效電容量的倒數等於各個電容器的電容量的倒數之和：1/C總=1/C1+1/C2+1/C3+……+1/Cn

8. 電壓分配、電功、電功率和電熱率跟電阻成正比：(t相同)

U1/U2=R1/R2，W1/W2=R1/R2，P1/P2=R1/R2，Q1/Q2=R1/R2。或寫成U1/U2=W1/W2=P1/P2=Q1/Q2=R1/R2

9.在一個電路中，若想控制所有電器， 即可使用串聯電路。

並聯電路

1.各支路兩端的電壓都相等，並且等於電源兩端電壓：

U總=U1=U2 =U3=……=Un；

2.幹路電流（或說總電流）等於各支路電流之和：

I總=I1 +I2 +I3 +……+In；

3.總電阻的倒數等於各支路電阻的倒數和：

1/R總=1/R1+1/R2+1/R3+……+1/Rn或寫為：R=1/(1/(R1+R2+R3+……+Rn))；

(增加用電器相當於增加橫截面積,減少電阻)

4.總功率等於各功率之和：P總=P1+P2+P3+……+Pn；

5. 總電功等於各電功之和：W總=W1+W2+……+Wn

6. 總電熱等於各電熱之和：Q總=Q1+Q2+……+Qn

7.等效電容量等於各個電容器的電容量之和:C總=C1+C2+C3+……+Cn

8. 在一個電路中， 若想單獨控制一個電器， 即可使用並聯電路。