電流經(jīng)過的線路叫做電路。電路通常由三部分組成,即電源、負(fù)載和導(dǎo)線(包括一定的控制、保護和測量裝置)。電源是產(chǎn)生電能的裝置,例如,干電池是直流電源,交流發(fā)電機是交流電源?;炇抑信潆姳P以及分配到各試驗桌上的插座等通過輸電線路與發(fā)電機相連,是化驗室中交流電的來源,也常稱電源。負(fù)載指的是用電設(shè)備,它是消耗電能的裝置,其作用是將電能轉(zhuǎn)換成機械能、熱能、光能和化學(xué)能等。導(dǎo)線(包括控制、保護和測量裝置)是電源和負(fù)載的連接線,它的作用是將電能從電源安全可靠地輸送和分配到負(fù)載上去。電源、負(fù)載和導(dǎo)線必須接成循環(huán)通路,在合上開關(guān)時,負(fù)載中才有電流通過,進行工作。
電路的連接可用電路圖表示。例如,手電筒內(nèi)的電路圖可以用下面兩種圖形來表示,圖11-5(1)按實物連接的電路圖,圖11-5(2)用符號代替實物的電路圖。顯然,用符號代替實物的電路圖比較簡單清楚,是最常用的一種電路圖,手電筒的電路圖是接成循環(huán)通路的,當(dāng)開關(guān)按下時,電流從干電池正極經(jīng)過燈泡、開關(guān)回到干電池負(fù)極,燈泡發(fā)亮。
電路圖中最基本的符號有:
在實際電工作業(yè)中,往往碰到不止一個電源或不止一個負(fù)載,這些電源或負(fù)載如何連接到電路中去呢?這是很實際的問題,一般連接的方法有二種,即串聯(lián)和并聯(lián)。
所謂串聯(lián),就是將電源或負(fù)載一個串一個地連接在一起。例如,手電筒內(nèi)二節(jié)干電池就是串聯(lián)相接的,每節(jié)干電池電壓為1.5伏,二節(jié)串聯(lián)起來就是3伏。
電車用的是550伏直流電,可是通常的燈泡額定電壓為220伏,顯然,燈泡直接接到550伏電路中,就會燒毀,此時,可采用如圖11-6三燈一組的串聯(lián)接法,三個燈泡串聯(lián)(等于三個電阻串聯(lián))后每個燈泡的電阻、電流和電壓同電路的總電阻R、總電流I和總電壓U的關(guān)系如下:
R=R1+R2+R3
I=I1=I2=I3
U=U1+U2+U3
由此可見,串聯(lián)后每個燈泡上的電壓只有總電壓的1/3,即183.3伏,還不到燈泡的額定電壓,所以燈泡絕不會燒壞。顯然,它比接在220伏線路上時燈光還要暗一些。
所謂并聯(lián),就是將幾個電源或幾個負(fù)載的一端連在一起,另一端也另連在一起。例如,三個燈泡并聯(lián)相接時,每盞燈的一頭接電源正端,另一頭接電源負(fù)端,如圖11-7所示。
總電壓U=U1=U2=U3
總電流I=I1+I2+I3
在并聯(lián)電路中,通過電路A點或B點的總電流等于通過三個燈泡的分電流的總和,而每盞燈兩端的電壓是等同的,和電路總電壓相等。根據(jù)歐姆定律可知:
I=U/R=U1/R1+U2/R2+U3/R3=U(1/R1+1/R2+1/R3)
∴ 1/R=1/R1+1/R2+1/R3
并聯(lián)導(dǎo)體的總電阻的倒數(shù)等于各個導(dǎo)體的電阻倒數(shù)之和。
例 有10歐姆的兩個電阻,將它們并聯(lián)起來,其電阻為多少?
1/R=1/10+1/10=2/10=1/5
∴ R=5(Ω)
由此可見,電阻串聯(lián)后電阻值增加,電阻并聯(lián)后電阻值減小,這些性質(zhì)對實際工作是很有用處的。例如,當(dāng)你修理儀器買不到合適的電阻時,可以通過現(xiàn)有的電阻進行串聯(lián)或并聯(lián)以得到所需要的電阻值。