根據(jù)電路中通過電流的種類,電路分為直流電路和交流電路等。 實用的電路一般用一個開關(guān)控制一個用電器,但有時需要用兩個開關(guān)
控制同一個用電器,這時應(yīng)用兩個單刀雙擲開關(guān),電路的連接如圖所示。 通路和斷路 由電源、用電器、控制設(shè)備、導(dǎo)線組成的一個完整電路, 如果處處都是連通的叫通路,如果有一處或幾處斷開了叫斷路。由一個或 幾個電路元件組成的一段電路,如果這段電路處處都是連通的,這段電路
叫做通路,如果有一處或幾處斷開了,這段電路叫做斷路。 電路元件和連接導(dǎo)線都良好時,我們用電鍵來控制一個完整電路的通
路和斷路。用電器是電燈的一個完整電路,電鍵閉合則整個電路都是連通 的,電路中有電流,電燈亮。在日常生活中,我們把電鍵閉合叫“開燈”。 電鍵斷開則整個電路斷路,電路中無電流,電燈不亮,我們把電鍵斷開叫 做“關(guān)燈”。
短路 某一段電路的兩端用導(dǎo)線直接連接起來,使這段電路的電阻為 零。如圖所示,電阻 R2 兩端用導(dǎo)線直接連接,這一段電路的電阻為零,我 們說電阻 R2 的一段電路短路。這時電路中電流不通過電阻 R2,而是直接從
短路導(dǎo)線中通過。
在實際應(yīng)用中要特別注意不要讓電源短路。如果蓄電池短路會形成很 大的電流,損壞電池。發(fā)電機短路也會損壞發(fā)電機。
串聯(lián)電路 把電路元件一個接一個地聯(lián)接起來,使電流只有一條通 路。串聯(lián)電路的最大特點是通過各個電路元件的電流相等。
串聯(lián)電路應(yīng)用廣泛,如右圖所示電路,通過燈 L1 與 L2 的是同一個電
流,這是串聯(lián)電路。
又如:右圖中 A、B、C、D 是四個接線柱,要求把電鈴和燈連接成串聯(lián) 電路。我們可把接線柱 B 與 C 連接在一起,則電流從電池正極出發(fā),過燈 與電鈴回到負極,這是串聯(lián)電路。
并聯(lián)電路 把各個電路元件的一端聯(lián)在一起,另一端也聯(lián)在一起,使 電流有多條通路(支路)。并聯(lián)電路的最大特點是各支路兩端的電壓都相 等。
并聯(lián)電路應(yīng)用廣泛。如:街道上的路燈總是同時發(fā)光,同時熄滅。根 據(jù)這個特點有人認為路燈是串聯(lián)。這是錯誤的看法。路燈如果是串聯(lián),則 一盞路燈損壞不亮,其它路燈也都不能亮。實際上,我們觀察到某盞路燈 壞了,其它路燈仍照常發(fā)光。路燈不是串聯(lián)而是并聯(lián),它們共用一個開關(guān) 控制,電路如圖所示,這里應(yīng)用了并聯(lián)電路的特點:各支路的電壓相等。 混聯(lián)電路 由串聯(lián)電路與并聯(lián)電路組成的電路。如圖(1)所示電路,
燈 L2 與 L3 并聯(lián)后再與燈 L1 串聯(lián)。圖(2)所示電路是電鈴與燈串聯(lián)后再與
電動機并聯(lián)。這都是簡單的混聯(lián)電路。
混聯(lián)電路的串聯(lián)電路部分具有串聯(lián)電路的特點,并聯(lián)電路部分具有并 聯(lián)電路的特點。
混聯(lián)電路應(yīng)用廣泛。如右圖電路中有兩只燈泡,一只電鈴,一個電池 組,導(dǎo)線若干根,三個電鍵。要求:(1)按下 K1、K2 時電路中有一盞燈 亮,同時電鈴響;(2)按下 K2、K3 時兩盞燈都不亮;(3)按下 K1、K3 時
另一盞燈亮。根據(jù)(2)知道電源放在 A 處,根據(jù)(1)知一盞燈和電鈴接
到 B、C 處構(gòu)成串聯(lián)電路,根據(jù)(3)知道 D、E 處接上一盞燈和一根導(dǎo)線。
導(dǎo)體 能夠傳導(dǎo)電荷的物體。金屬、石墨、酸、堿、鹽的水溶液等都 是導(dǎo)體。導(dǎo)體能夠?qū)щ姷脑蚴?,?dǎo)體中存在大量能夠自由移動的電荷。 當(dāng)導(dǎo)體兩端存在電壓時,這些自由電荷能夠向一定方向運動形成電流。金 屬導(dǎo)體中的自由電荷是自由電子,金屬導(dǎo)體中的電流是自由電子的定向運 動形成的。酸、堿、鹽的水溶液中的自由電荷是正離子和負離子,正、負 離子的定向運動形成電流。電離氣體中有自由移動的電子和正、負離子, 也能夠?qū)щ姟?/span>
導(dǎo)體是重要的電工材料,用來傳導(dǎo)電流的導(dǎo)線要求電阻值很小,不同
用途的電阻器有的要求電阻值大,有的要求電阻值小。
絕緣體 不能傳導(dǎo)電荷的物體。電的絕緣體又叫電介質(zhì)。玻璃、橡膠、 塑料、陶瓷、絲綢、云母、琥珀、絕緣漆、礦物油、氣體等都是絕緣體。 真空是最理想的絕緣體。絕緣體之所以不導(dǎo)電是因為其中的自由電荷極 少,導(dǎo)電性能極差。
絕緣體是重要的電工材料。電線的芯線是用來導(dǎo)電的,要用導(dǎo)體來做。 電線外面包有塑料、橡膠、絕緣漆(漆包線)等絕緣體,這是為了防止漏 電或觸電。大功率斷路器和變壓器要浸在絕緣的礦物油中。電容器的兩個 極板要用非常薄的絕緣體隔開。
絕緣體不能導(dǎo)電不是絕對的。在加熱、加高壓等條件下,絕緣體可以 轉(zhuǎn)化成導(dǎo)體。平常的氣體不導(dǎo)電,如果加的電壓很高,氣體也會變成導(dǎo)體, 閃電就是導(dǎo)電空氣中通過電流產(chǎn)生的。干燥的木棒是絕緣體,木棒潮濕后 就變成了導(dǎo)體。
半導(dǎo)體 導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物體。半導(dǎo)體一般是固 體。如:鍺、硅及某些化合物等。半導(dǎo)體的特點是:加入微量雜質(zhì)或外界 條件(溫度、光照、壓力等)變化時,半導(dǎo)體的電阻會發(fā)生顯著的變化。
長期以來,人們認為半導(dǎo)體用途不大。二次大戰(zhàn)后,由于科學(xué)技術(shù)的 迅猛發(fā)展,我們能夠控制半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能,半導(dǎo)體獲得重要的應(yīng)用。用 半導(dǎo)體做的半導(dǎo)體管、集成電路、熱敏電阻、光敏電阻、壓敏電阻等,廣 泛用于半導(dǎo)體收音機、錄音機、電視機、電子計算機及許多電子儀器中。 工業(yè)上和科研中用的半導(dǎo)體大多是晶體。所以,半導(dǎo)體管又叫晶體管。
超導(dǎo)體 在溫度低到一定程度時,某些電阻為零和具有排斥磁力線性 質(zhì)的物質(zhì)。1911 年,發(fā)現(xiàn)水銀在溫度低到—269℃時電阻為零,這是第一 次發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)現(xiàn)象?,F(xiàn)在,已知的超導(dǎo)體有幾十種元素和幾千種化合物。
1986 年,發(fā)現(xiàn)溫度較高的超導(dǎo)氧化物。1987 年,世界掀起了超導(dǎo)熱,陸續(xù) 發(fā)現(xiàn)了一些轉(zhuǎn)變溫度為—170℃左右的超導(dǎo)材料。超導(dǎo)研究進入了一個新階 段,我國的超導(dǎo)研究達到世界一流水平。
超導(dǎo)體有重要應(yīng)用?,F(xiàn)在已用來制造產(chǎn)生強磁場的超導(dǎo)電磁鐵。用超 導(dǎo)電線輸電可避免損失。超導(dǎo)電動機、超導(dǎo)計算機等都是超導(dǎo)體的重要應(yīng) 用領(lǐng)域。
人們正努力尋求轉(zhuǎn)變溫度達到室溫(20℃)的高溫超導(dǎo)體。
電線 傳輸電能的導(dǎo)線。我們常見的電線有裸導(dǎo)線、絕緣電線、屏蔽 電線等。裸導(dǎo)線沒有絕緣層,只用銅、鋁做成的導(dǎo)線。無軌電車的架空線、 架空的輸電線、工廠中的匯流排等用裸導(dǎo)線。我們?nèi)粘S玫米疃嗟氖墙^緣 電線,絕緣電線的芯線是單股或多股的銅線、鋁線,芯線外面或涂上絕緣 漆(漆包)、或繞上紗線(紗包)、或包上塑料、橡皮等絕緣材料。實驗 室常用塑料電線。