在电工学中,所产生的电能必须能安全可靠并经济地进行配电并提供给用户。对此,则需要不同的电路。实践中,通常有以下几种形式的电路(图2-3):
图2-3 直流电路三相交流电路图和单相交流电路图
①“L”后面的编号,如L1、L2、L3,仅在多于一个相线电路中使用。
1)直流电路。
2)三相交流电路。
3)单相交流电路(简称交流电路)。
(1)直流电路
实验2-1:用铜导线把一个1.2V/0.22A的白炽灯泡接到1.5V的电池(如MignonAA电池)上。
只有所接的铜导线与电池电极相触时灯泡才被点亮。
电池给用作照明的灯泡提供电能。在实验中,电池是发生器,按DINVDE0100(200部分),也称为电源。白炽灯泡是用电器(有关电源和用电器见2.11节)。
当接通电流时,灯泡被点亮。这时电流从电池经上面的导线流到灯泡的底部触点,并在流过灯丝后达到灯泡的螺纹,最后经下方的导线流回电池(图2-4)。
电流在一个闭路中从电源流到用电器,然后再返回电源,这种闭合的电路称为电流回路。
电流只在闭合的电路中流动。回路中最少应由电源(如电池或发电机)、用电器及导线组成。
实验2-2:在实验电路回路中,依次接入由铜、铝、钢、炭、玻璃、陶瓷和塑料制成的圆棒(图2-5)。
仅在插入金属棒和炭棒时灯泡才被点亮(当然,其亮度是不同的)。
金属的导电性能好,炭的导电性能差些,而玻璃、陶瓷和塑料完全不导电。
实验2-3:在玻璃烧杯中倒入蒸馏水并插入两根扁铜线,并用导线把它们分别与1.5V电池、灯泡相接,再用一根铜导线把灯泡接到电池上,以形成闭合回路(图2-6)。把少许食盐加入到烧杯中,并用玻璃棒搅动使其溶解。
图2-4 简单电路
图2-5 电路中的导线与绝缘体
图2-6 以盐溶液作为导体
灯泡在蒸馏水时暗亮,而在盐水时被点亮。
纯净水几乎不导电,而盐溶液、酸或碱溶液是导电的。
有些材料的导电性能或好或差。金属,如铜或铝具有良好的导电性,人们把其视为导体。而不导电的,如空气、橡胶、玻璃、陶瓷或塑料,则把其当做绝缘材料来使用,对此,人们也把其称为绝缘体。(www.xing528.com)
导电性能在导体与绝缘体之间的材料称其为半导体。这些材料常用于制造电子元器件。这些材料的导电性受材料添加剂(如磷或砷)或能量输入(如热或光)的影响。
所有的金属、炭、湿土和有些液体为导体;空气、橡胶、玻璃和塑料为绝缘体;硅和锗为半导体。
实验2-4:按图2-7所示组成一个电路,并把导线的端头相互压合,然后断开。
当开关闭合,两导线端部彼此相触合时,灯泡被点亮。
开关是由移动的导电材料金属件组成的,在打开时,空气作为绝缘材料把导电材料彼此隔开。开关也可装在电路中或回路中,这样可使操作变得容易。
通过开关的闭合与打开,可以接通和断开用电器。
(2)电路符号 电路符号用于表示原理图,主要是用于电路图。电路符号(见表2-3)是电气设备,如电源、用电器、开关、电阻或导线的示意图,电路符号应表达出设备的电气特性,对其设计结构并不表达任何信息。白炽灯与其大小、功能或结构形式无关,其电路符号总是相同的。
图2-7 电路回路的断开
表2-3 电路符号
注:电路符号符合DINEN6067标准。出于明显的原因,对于电路分叉在本书中使用方式2。
电路符号可以放在任何位置,但人们总是优先以水平位置或垂直位置表示出来。用电路符号可以使电路简单和一目了然。在电路中,电路符号与电路部件彼此相互接在一起(图2-8)。在导线分叉电路中,导线的连接用一个圆点表示。若不可能造成混淆,这个小圆点可以省略,例如只有一个导线交叉(图2-8)。
图2-8 一种电路回路加线路图
a)实际表示 b)符号表示
复习题
1.电路是由哪几部分组成的?
2.电流在电路中流动应具备什么条件?
3.材料根据其导电性分为哪几类?
4.如何区分导体和绝缘体?
5.举出一些导体的名称。
6.列举您所使用的绝缘材料。
7.人们把什么理解为电路符号?
8.在表示电路图的设备时应注意什么?
9.人们把什么理解为电路符号的方式1和方式2?
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