直流电路理论教程

电源

电压（ V ）是以电荷形式存储的电源的势能。可以认为电压是推动电子通过导体的力，电压越大，其将电子“推”通过给定电路的能力就越大。由于能量具有做功的能力，因此这种势能可以描述为以焦耳为单位将电子以电流形式从电路中的一个点或一个节点移动到另一个点或另一节点所需的功。

然后，电路中任意两个点，连接或结（称为节点）之间的电压差称为电位差（pd），通常称为电压降。

两点之间的电位差为在测量伏特与电路符号V，或小写字母“ v “，虽然能源，È小写‘ é ’有时用来指示产生电动势（电动势）。然后，电压越大，压力（或推力）就越大，工作能力就越大。

恒定电压源称为DC电压，其电压随时间周期性变化，称为AC电压。电压以伏特为单位，一伏特定义为通过一欧姆的电阻迫使一安培的电流所需的电压。电压通常以伏特表示，其前缀用于表示电压的约数，例如微伏（μV= 10 -6 V），毫伏（mV = 10 -3 V）或千伏（kV = 10 3 V）。电压可以为正或负。

电池或电源通常用于在电子电路和系统中产生稳定的DC（直流）电压源，例如5v，12v，24v等。AC（交流）电压源可用于家庭住宅和工业用电，照明以及电力传输。英国目前的市电电压为230伏交流电，美国为110伏交流电。

常规电子电路在1.5V至24V dc的低压直流电池电源上运行。恒定电压源的电路符号通常以带有正，+和负的–符号的电池符号形式给出，指示极性的方向。交流电压源的电路符号是一个内部带有正弦波的圆圈。

电压符号

可以在水箱和电源之间建立简单的关系。随着更多能量的释放，出口上方的水箱越高，水的压力就越大，随着更多电子的释放，电压越高，势能就越大。

始终将电压测量为电路中任意两个点之间的差，这两个点之间的电压通常称为“电压降”。请注意，没有电流就可以在电路两端存在电压，但是没有电压就不能存在电流，因此任何电压源（无论是DC还是AC都喜欢开路或半开路条件，但讨厌任何短路条件，因为这会破坏它）。

电流

电流（ I ）是电荷的运动或流动，以安培（符号i表示强度）进行测量。电子（原子的负粒子）在电路周围被电压源“推动”的连续而均匀的流动（称为漂移）。实际上，电子从电源的负（–ve）端子流向电源的正（+ ve）端子，为便于理解电路，常规电流假设电流从正端子流向负端子。

通常，在电路图中，流经电路的电流通常具有与符号I或小写字母i关联的箭头，以指示电流的实际方向。但是，该箭头通常指示常规电流的方向，而不一定指示实际电流的方向。

常规电流

按照惯例，这是电路周围正电荷的流动，从正到负。左图显示了正电荷（孔）在闭合回路中的运动，该闭合回路从电池的正极端子流过该电路并返回到电池的负极端子。这种从正到负的电流通常称为常规电流。

这是在发现电力时选择的惯例，其中电流的方向被认为在电路中流动。为了延续这种思路，在所有电路图和示意图中，二极管和晶体管等组件的符号上所示的箭头指向常规电流的方向。

然后，常规电流给出了从正到负的电流，并且与电子的实际流动方向相反。

电子流

电路周围的电子流动与常规电流从负到正的方向相反。电路中实际流动的电流由从电池负极（阴极）流出并返回的电子组成连接到电池的正极（阳极）。

这是因为根据定义，电子上的电荷为负，因此被吸引到正端子上。电子的这种流动称为电子电流。因此，电子实际上在电路周围从负极端子流向正极。

两个传统的电流和电子流是由许多教科书中。实际上，只要一致地使用方向，电流在电路中流动的方式就没有区别。电流的方向不会影响电路中电流的作用。通常，了解常规电流（从正到负）要容易得多。

在电子电路中，电流源是提供指定电流量（例如1A，5A，10安培等）的电路元件，恒流源的电路符号用圆圈表示，内部箭头表示其方向。

电流以安培为单位，安培或安培定义为在一秒内通过电路中某个点的电子或电荷的数量（库仑的Q）（秒为t）。

电流通常以安培表示，其前缀用于表示微安（ μA= 10 -6 A ）或毫安（ mA = 10 -3 A ）。注意，电流可以是正值，也可以是负值，这取决于电流在电路中的流动方向。

在单个方向上流动的电流称为直流电，即DC，而在电路中来回交流的电流称为交流电或AC。交流还是直流电流仅在将电压源连接到电路时才流过电路，其“流量”受限于电路的电阻和推动电路的电压源。

另外，由于交流电（和电压）是周期性的，并且随时间变化，因此，有效值或均方根值（均方根）的值为I rms会产生与直流电流I average相等的平均功率损耗。电流源与电压源相反，因为它们喜欢短路或闭合状态，但讨厌开路状态，因为没有电流流过。

使用水箱关系，电流等于通过管道的水流量，而整个管道的流量相同。水流越快，电流越大。请注意，没有电压就不会存在电流，因此任何电流源（无论是DC还是AC）都喜欢短路或半短路条件，但讨厌任何开路条件，因为这会阻止其流动。

抵抗性

电阻（ R ）是材料抵抗或阻止电流流动，或更具体地说，是电路内电荷流动的能力。做到这一点的电路元件称为“电阻器”。

电阻是在测得的电路元件欧姆，希腊符号（Ω，欧米茄）与前缀用于表示千欧姆（ kΩ的= 10 3 Ω ）和兆欧姆（ MΩ= 10 6 Ω ）。注意，电阻值不能为负，而只能为正。

电阻符号

电阻器所具有的电阻量取决于流经该电阻器的电流与该电阻器两端的电压之间的关系，该关系式确定电路元件是“好导体”（低电阻）还是“坏导体”（高电阻）。低电阻（例如1Ω或更小）意味着电路是由铜，铝或碳等材料制成的良导体，而高电阻（1MΩ或更高）则意味着电路是由绝缘材料（例如玻璃，瓷器）制成的不良导体或塑料。

另一方面，诸如硅或锗的“半导体”是其电阻介于良导体和良绝缘体之间的一半的材料。因此，名称为“半导体”。半导体用于制造二极管和晶体管等。

电阻本质上可以是线性或非线性的，但绝不能为负。线性电阻遵循欧姆定律，因为电阻两端的电压与流过电阻的电流成线性比例。非线性电阻不服从欧姆定律，但其两端的电压降与电流的某些功率成正比。

电阻是纯净的，不受频率影响，电阻的AC阻抗等于其DC电阻，因此不能为负。请记住，抵抗永远是积极的，永远不会消极。

电阻器被归类为无源电路元件，因此无法传递功率或存储能量。相反，电阻吸收了以热和光的形式出现的功率。无论电压极性和电流方向如何，电阻中的功率始终为正。

对于非常低的电阻值，例如毫欧（ mΩ ），有时使用电阻的倒数（1 / R ）比电阻（R ）本身容易得多。电阻的倒数称为电导率，符号（ G ），代表导体或设备导电的能力。

换句话说，电流流动的难易程度。高电导率表示良好的导体，例如铜，而低电导率则意味着劣质的导体，例如木头。电导率的标准度量单位是Siemen，符号（S）。

用于电导的单位是mho（向后拼写的欧姆），由反欧姆符号symbol表示。功率还可以使用电导式表示：P = I 2 / G = V 2 ģ。

在恒定电阻（ R ）的电路中，电压（ v ）和电流（ i）之间的关系将产生一条直线iv关系，其斜率等于所示的电阻值。

电压，电流和电阻摘要

希望到现在为止，您应该对电压，电流和电阻之间的紧密联系有所了解。电压，电流和电阻之间的关系构成欧姆定律的基础。在固定电阻的线性电路中，如果我们增加电压，电流会上升，同样，如果我们降低电压，电流会下降。这意味着，如果电压高，则电流高；如果电压低，则电流低。

同样，如果增加电阻，则在给定电压下电流下降，而如果减小电阻，则电流上升。这意味着如果电阻高，则电流低，如果电阻低，则电流高。

然后我们可以看到电路周围流动的电流与电压成正比（ ∝）（ V↑ 导致 I↑ ），而与电阻成反比（1 / ∝）与电阻成比例，因为（ R↑ 导致 I↓ ）。