根据电路中通过电流的种类,电路分为直流电路和交流电路等。 实用的电路一般用一个开关控制一个用电器,但有时需要用两个开关
控制同一个用电器,这时应用两个单刀双掷开关,电路的连接如图所示。 通路和断路 由电源、用电器、控制设备、导线组成的一个完整电路, 如果处处都是连通的叫通路,如果有一处或几处断开了叫断路。由一个或 几个电路元件组成的一段电路,如果这段电路处处都是连通的,这段电路
叫做通路,如果有一处或几处断开了,这段电路叫做断路。 电路元件和连接导线都良好时,我们用电键来控制一个完整电路的通
路和断路。用电器是电灯的一个完整电路,电键闭合则整个电路都是连通 的,电路中有电流,电灯亮。在日常生活中,我们把电键闭合叫“开灯”。 电键断开则整个电路断路,电路中无电流,电灯不亮,我们把电键断开叫 做“关灯”。
短路 某一段电路的两端用导线直接连接起来,使这段电路的电阻为 零。如图所示,电阻 R2 两端用导线直接连接,这一段电路的电阻为零,我 们说电阻 R2 的一段电路短路。这时电路中电流不通过电阻 R2,而是直接从
短路导线中通过。
在实际应用中要特别注意不要让电源短路。如果蓄电池短路会形成很 大的电流,损坏电池。发电机短路也会损坏发电机。
串联电路 把电路元件一个接一个地联接起来,使电流只有一条通 路。串联电路的最大特点是通过各个电路元件的电流相等。
串联电路应用广泛,如右图所示电路,通过灯 L1 与 L2 的是同一个电
流,这是串联电路。
又如:右图中 A、B、C、D 是四个接线柱,要求把电铃和灯连接成串联 电路。我们可把接线柱 B 与 C 连接在一起,则电流从电池正极出发,过灯 与电铃回到负极,这是串联电路。
并联电路 把各个电路元件的一端联在一起,另一端也联在一起,使 电流有多条通路(支路)。并联电路的最大特点是各支路两端的电压都相 等。
并联电路应用广泛。如:街道上的路灯总是同时发光,同时熄灭。根 据这个特点有人认为路灯是串联。这是错误的看法。路灯如果是串联,则 一盏路灯损坏不亮,其它路灯也都不能亮。实际上,我们观察到某盏路灯 坏了,其它路灯仍照常发光。路灯不是串联而是并联,它们共用一个开关 控制,电路如图所示,这里应用了并联电路的特点:各支路的电压相等。 混联电路 由串联电路与并联电路组成的电路。如图(1)所示电路,
灯 L2 与 L3 并联后再与灯 L1 串联。图(2)所示电路是电铃与灯串联后再与
电动机并联。这都是简单的混联电路。
混联电路的串联电路部分具有串联电路的特点,并联电路部分具有并 联电路的特点。
混联电路应用广泛。如右图电路中有两只灯泡,一只电铃,一个电池 组,导线若干根,三个电键。要求:(1)按下 K1、K2 时电路中有一盏灯 亮,同时电铃响;(2)按下 K2、K3 时两盏灯都不亮;(3)按下 K1、K3 时
另一盏灯亮。根据(2)知道电源放在 A 处,根据(1)知一盏灯和电铃接
到 B、C 处构成串联电路,根据(3)知道 D、E 处接上一盏灯和一根导线。
导体 能够传导电荷的物体。金属、石墨、酸、碱、盐的水溶液等都 是导体。导体能够导电的原因是,导体中存在大量能够自由移动的电荷。 当导体两端存在电压时,这些自由电荷能够向一定方向运动形成电流。金 属导体中的自由电荷是自由电子,金属导体中的电流是自由电子的定向运 动形成的。酸、碱、盐的水溶液中的自由电荷是正离子和负离子,正、负 离子的定向运动形成电流。电离气体中有自由移动的电子和正、负离子, 也能够导电。
导体是重要的电工材料,用来传导电流的导线要求电阻值很小,不同
用途的电阻器有的要求电阻值大,有的要求电阻值小。
绝缘体 不能传导电荷的物体。电的绝缘体又叫电介质。玻璃、橡胶、 塑料、陶瓷、丝绸、云母、琥珀、绝缘漆、矿物油、气体等都是绝缘体。 真空是最理想的绝缘体。绝缘体之所以不导电是因为其中的自由电荷极 少,导电性能极差。
绝缘体是重要的电工材料。电线的芯线是用来导电的,要用导体来做。 电线外面包有塑料、橡胶、绝缘漆(漆包线)等绝缘体,这是为了防止漏 电或触电。大功率断路器和变压器要浸在绝缘的矿物油中。电容器的两个 极板要用非常薄的绝缘体隔开。
绝缘体不能导电不是绝对的。在加热、加高压等条件下,绝缘体可以 转化成导体。平常的气体不导电,如果加的电压很高,气体也会变成导体, 闪电就是导电空气中通过电流产生的。干燥的木棒是绝缘体,木棒潮湿后 就变成了导体。
半导体 导电能力介于导体与绝缘体之间的物体。半导体一般是固 体。如:锗、硅及某些化合物等。半导体的特点是:加入微量杂质或外界 条件(温度、光照、压力等)变化时,半导体的电阻会发生显著的变化。
长期以来,人们认为半导体用途不大。二次大战后,由于科学技术的 迅猛发展,我们能够控制半导体的导电性能,半导体获得重要的应用。用 半导体做的半导体管、集成电路、热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻等,广 泛用于半导体收音机、录音机、电视机、电子计算机及许多电子仪器中。 工业上和科研中用的半导体大多是晶体。所以,半导体管又叫晶体管。
超导体 在温度低到一定程度时,某些电阻为零和具有排斥磁力线性 质的物质。1911 年,发现水银在温度低到—269℃时电阻为零,这是第一 次发现的超导现象。现在,已知的超导体有几十种元素和几千种化合物。
1986 年,发现温度较高的超导氧化物。1987 年,世界掀起了超导热,陆续 发现了一些转变温度为—170℃左右的超导材料。超导研究进入了一个新阶 段,我国的超导研究达到世界一流水平。
超导体有重要应用。现在已用来制造产生强磁场的超导电磁铁。用超 导电线输电可避免损失。超导电动机、超导计算机等都是超导体的重要应 用领域。
人们正努力寻求转变温度达到室温(20℃)的高温超导体。
电线 传输电能的导线。我们常见的电线有裸导线、绝缘电线、屏蔽 电线等。裸导线没有绝缘层,只用铜、铝做成的导线。无轨电车的架空线、 架空的输电线、工厂中的汇流排等用裸导线。我们日常用得最多的是绝缘 电线,绝缘电线的芯线是单股或多股的铜线、铝线,芯线外面或涂上绝缘 漆(漆包)、或绕上纱线(纱包)、或包上塑料、橡皮等绝缘材料。实验 室常用塑料电线。