云南電工培訓(xùn)-電路基礎(chǔ)知識(shí)（歐姆定律）

一、部分電路歐姆定律

只含有負(fù)載而不包含電源的一段電路稱(chēng)為部分電路，如圖1——30a虛線框中所示。

部分電路歐姆定律的內(nèi)容是：導(dǎo)體中的電流，與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體的電阻成反比。其公式為

I=U/R

在圖1——30b電路中，改變了電流I的參考方向，歐姆定律表達(dá)式應(yīng)相應(yīng)改為

I=-U/R

二、全電路歐姆定律

含有電源的閉合電路稱(chēng)為全電路，如圖1——33所示，包括用電器和導(dǎo)線等。電源內(nèi)部的電路稱(chēng)為內(nèi)電路，如發(fā)電機(jī)的線圈，電池內(nèi)的溶液等。電源內(nèi)部的電阻稱(chēng)為內(nèi)電阻，簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)阻。電源外部的電路稱(chēng)為外電路，外電路中的電阻稱(chēng)為外電阻。

全電路歐姆定律的內(nèi)容是：閉合電路中的電流與電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，與電路的總電阻（內(nèi)電阻與外電阻之和）成反比，公式為I=E/(R+r)

由上式可得E=IR+Ir=U外+U內(nèi)

式中U內(nèi)為內(nèi)電路的電壓降，U外為外電路的電壓降，也是電源兩端的電壓。這樣，全電路歐姆定律又可表述為：電源電動(dòng)勢(shì)等于U外和U內(nèi)之和，如圖1——34所示。圖中折線上各點(diǎn)表示電路中對(duì)應(yīng)各處的電位。

三、電源的外特性

電源端電壓U與電源電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系為

U=E-Ir

可見(jiàn)，當(dāng)電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r一定時(shí)，電源端電壓U將隨負(fù)載電流I的變化而變化。我們把電源端電壓隨負(fù)載電流變化的關(guān)系特性稱(chēng)為電源的外特性，其關(guān)系特性曲線稱(chēng)為電源的外特性曲線，如圖1——35所示。由圖可見(jiàn)，電源端電壓U隨著電流I的增大而減小。電源內(nèi)阻越大，直線越傾斜；直線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示電源電動(dòng)勢(shì)的大小（I=0時(shí)，U=E）。

下面應(yīng)用全電路歐姆定律，分析圖1——36所示電路在三種不同狀態(tài)下，電源端電壓與輸出電流之間的關(guān)系。

1.       通路

開(kāi)關(guān)SA連接到位置“3時(shí)，電路處于通路狀態(tài)。電路中電流為

I=E/(R+r)

端電壓與輸出電流的關(guān)系為

U外=E—U內(nèi)=E—Ir

可見(jiàn)，當(dāng)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻一定時(shí)，端電壓隨著電流的增大而下降。通常把通過(guò)大電流的負(fù)載稱(chēng)為大負(fù)載，把通過(guò)小電流的負(fù)載稱(chēng)為小負(fù)載。也就是說(shuō)，當(dāng)電源的內(nèi)阻一定時(shí)，電路接大負(fù)載，端電壓下降較多；電路接小負(fù)載，端電壓下降較少。

2.       開(kāi)路（斷路）

開(kāi)關(guān)SA接到位置“2”時(shí)，電路處于開(kāi)路狀態(tài)，相當(dāng)于負(fù)載電阻R→∞或電路中某處連接導(dǎo)線斷開(kāi)。此時(shí)電路中電流為零，內(nèi)阻壓降也為零，U外=E—Ir=E,即電源的開(kāi)路電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)。

3、短路

開(kāi)關(guān)SA接到位置“1”時(shí)，相當(dāng)于電源兩極被導(dǎo)線直接相連，電路處于短路狀態(tài)。電路中短路電流I短=E/r。由于電源內(nèi)阻一般都很小，所以短路電流極大。此時(shí)電源對(duì)外輸出電壓U=E-I短r=0。

電源短路是嚴(yán)重的故障狀態(tài)，必須避免發(fā)生。但有時(shí)在調(diào)試和維修電氣設(shè)備的過(guò)程中，有意將電路中某一部分短路，這是為了讓與調(diào)試過(guò)程無(wú)關(guān)的部分暫時(shí)不通電流，或是為了便于發(fā)現(xiàn)故障而采用的一種特殊方法，這種方法也只有在確保電路安全的情況下才能采用。