电工基础知识十二问
1、什么是电路？电路由哪些部分组成？
电流通过的途径就是电路。电路由电源、负载、连接导线和开关等组成。
电源内部的一段电路称为内电路，负载、连接导线和开关称为外电路。
当开关闭合时，电路中有电流流过，负载就可以工作，叫做接通电路，即合闸；当开关断开时，电路中没有电流通过，负载停止工作，叫做断开电路，即分闸。
2、什么是电流？什么是电流强度？
1）电流
导体中的自由电子在电场力的作用下做有规则的定向运动，就形成了电流。习惯上把正电荷移动的方向规定为电流的方向。因此，在金属导体中，电流的方向和自由电子的实际移动方向相反。
2）电流强度
电流的大小用电流强度（简称电流）来表示，数值上等于单位时间内通过导体截面的电荷量，用字母I表示，即I=Q/t 式中：
I为电流强度，A
Q为通过导体截面的电荷量，C
t为通过电荷量Q所用的时间，t
电流的大小用电流表来测量，测量时将电流表串联在被测电路中。
3、什么是电位？什么是电压？二者之间有何区别？
1）电位
电场中某点的电位在数值上等于单位正电荷沿任意路径，从该点移至无限远处的过程中电场力所做的功。单位为伏特，简称伏（V）。
在电场中电位等于零的点叫做参考点，通常以大地作为参考点。
2）电压
电场中两点之间的电位差称为电压，其表达式为U=A/Q 式中：
A为电场力所做的功，J
Q为电荷量，C
U为电压，V
3）电位和电压的区别
电场中各点的电位，随着参考点的改变而不同；电压是两点之间的电位差，与参考点的选择无关。
4、什么是电动势？如何测量电动势的大小？
在电场中将单位正电荷由低电位移向高电位时，外力所做的功称为电动势，其表达式为E=A/Q 式中：
A为外力做的功，J
Q为电荷量，C
E为电动势，V
电动势的方向规定为由低电位指向高电位，即电位升高的方向。
电动势可用电压表来测量，测量时将电压表并联在被测电路中。
5、什么是电阻？什么是电阻率？温度对电阻有何影响？
1）电阻
在电场力作用下，电阻在导体中流动时所受到的力称为电阻，用字母R或r表示，单位为欧母，简称欧（Ω）。
任何导体都有电阻，导体的电阻是由导电材料的物理性质和几何尺寸决定的。导体越长，电阻越大；导体截面积越大，电阻越小。材质均匀、截面积一致的导体电阻可表示为R=ρL/S 式中：
R为导体的电阻，Ω
L为导体长度，m
S为导体截面积，m㎡
ρ为导体电阻率，Ωmm2/m
2）电阻率
导体的电阻率表示导体材料对电流具有阻力的程度，其数值是指在温度为20℃的情况下，长1m截面积为1m㎡的导体的电阻值。
3）电阻与导体温度的关系
一般金属材料的电阻随温度的升高而增加，电解液导体的电阻随温度的升高而降低。
6、什么是欧姆定律？举例说明如何在电路中应用？
1）欧姆定律的概念
欧姆定律是表示电压（电动势）、电流和电阻三者关系的基本定律。下图（a）为部分电路，通过电阻的电流与电阻两端所加的电压成正比，与电阻成反比，这种关系称为部分电路的欧姆定律，用公式表示为I=U/R 。
上图（b）所示的电路包括电源在内，称为全电路。电路中的电流与电源的电动势成正比，与电路中的负载电阻及电源内阻之和成反比，这就是全电路欧姆定律。I=E/（R＋r0） 式中：
E为电源电动势，V
R、r0，分别为负载电阻和电源的内阻，Ω
I为电路中流过的电流，A
如果要考虑连接导线的电阻，则总电阻中还要加上导线的电阻值。
2）欧姆定律的应用实例
在上图（a）的电路中，设电路两端的电压为U，通过电路的电流为I，电路中的电阻为R。
（1）已知U=110V，R=10Ω，求电流I。
I=U/R=110/10=11A
（2）已知U=110V，I=11A，求电阻R。
R=U/I=110/11=10Ω
（3）已知R=10Ω，I=11A，求电压U。
U=IR=11x10=110V
7、什么是电功和电功率？
1）电功
电流所做的功叫做电功，用字母A表示。
电功的大小与电路中的电流、电压及通电时间成正比，用公式表示为A=UIt=I2Rt 式中：
A为电功，J
I为电路电流，A
R为电路电阻，Ω
t为通电时间，s
2）电功率
电流在单位时间内所做的功叫做电功率，用字母P表示，单位为瓦特，简称瓦（W）。用公式表示为P=A/t=UI=I2R=U2/R 式中：
A为电功，J
U为电路电压，V
I为电路电流，A
R为电路电阻，Ω
t为通电时间，s
8、什么是电流的热效应？它有何作用？
1）电流的热效应
电流通过导体时，由于自由电子的碰撞，电能就不断地转变为热能，这种电流通过导体产生热的现象称为电流的热效应。用公式表示为Q=I2Rt 式中：
Q为导体产生的热量，J
I为导体中通过的电流，A
R为导体的电阻，Ω
t为通电时间，s
2）电流热效应的作用
电流的热效应有有利的一面，在生产和日常生活中，可利用电流通过电阻产生的热效应制成电烙铁、电烘箱、电阻炉等；也可利用电流的热效应使钨丝发热而发光，制成白炽灯。
电流的热效应不利的一面是在发电机、变压器、输电线等电气设备中，电流的热效应不仅造成了电能的损失，还降低了设备的效率；同时又由于热量的累积而使电气设备温度升高，绝缘材料受到损伤甚至烧毁。
9、什么叫短路？什么叫断路？短路会造成什么危害？
1）短路
短路是指电路中不同电位的两点直接接通，即电源未经过负载而直接由导体金属性短接的现象。
2）断路
断路也叫开路，是指电路中某一部分由于某种原因而被断开，使电流不能导通的现象。
3）短路的危害
短路时由于电路中的电流增大数倍，造成电气设备过热甚至烧毁，引起火灾；同时短路电流还会产生很大的电动力，造成电气设备机械性损坏；严重的短路事故甚至会破坏系统稳定。所以对运行中的电气设备应采取一定的保护措施，当发生短路故障时，可将短路点及时切除，以防止短路造成的破坏。
10、什么是基尔霍夫第一定律和第二定律？
1）基尔霍夫第一定律
基尔霍夫第一定律又叫节点电流定律，是研究电路中各节点处电流间关系的定律。
节点电流定律指出：对于电路中的任一节点，流入节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。
上图中对于节点A，I1、I2是流入节点的，而I3是由节点流出的。由I1+I2=I3可得I1+I2-I3=0即∑I=0，通过节点的电流代数和为零。
2）基尔霍夫第二定律
基尔霍夫第二定律又叫闭合回路电压定律，是研究回路中各部分电压间关系的定律。
闭合回路电压定律指出：对任一回路沿任一方向绕行一周，各电源电动势的代数和等于各电阻电压降的代数和。即∑E=∑IR
应用基尔霍夫第二定律时应注意：先选定绕行方向，回路中凡是与绕行方向相同的电动势和电流取正号，反之取负号，电动势的方向从负到正。11、什么是电阻的串联？什么是电阻的并联？各有什么特点？
1）电阻的串联
两个或两个以上的电阻依次首尾串接的联接方式叫做电阻的串联。电阻串联的特点：
（1）通过各电阻的电流相等；
（2）各电阻的电压降之和等于电路端电压；
（3）电阻串联后的总电阻等于各串联电阻阻值之和。
2）电阻的并联
两个或两个以上的电阻首端与首端相连，尾端与尾端相连的联接方式称为电阻的并联。并联电路的特点：
（1）各电阻的端电压相等；
（2）通过各电阻的电流之和等于电路的总电流；
（3）电阻并联后的总电阻阻值的倒数等于各电阻阻值的倒数之和。
12、什么是复杂电路？复杂电路如何计算？
1）复杂电路
一般不能用串、并联方法简化为单一等效回路的电路称为复杂电路。
2）复杂电路计算方法
复杂电路的计算方法很多，这里只介绍一种最基本的支路电流法。
上图中已知R1、R2、R3、E1、E2，求各支路的电流、各电阻上的电压和消耗的功率。（1）如图所示，设定各支路电流的正方向。
（2）根据基尔霍夫第一定律对接点a列出方程
I1+I2-I3=0
（3）根据基尔霍夫第二定律列出回路方程
E1-E2=I1R1-I2R2
E2=I2R2+I3R3
（4）解方程组
I1+I2-I3=0
E1-E2=I1R1-I2R2
E2=I2R2+I3R3
可求出I1、I2、I3，当求出的电流为负值时，说明假定的方向不对，应该倒过来。
（5）利用U=IR可求得各电阻上的电压；利用P=I2R可求得各电阻上消耗的功率。
