第一節(jié)　電路基礎(chǔ)

一、簡單直流電路

在實際應(yīng)用中，將電氣元器件和用電設(shè)備按一定的方式連接在一起形成的各種電流通路稱為電路，即將電流流過的路徑稱為電路。

（1）電路的組成　一個完整的電路通常由電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)（導(dǎo)線和開關(guān)）三部分組成，如圖1-1所示。

① 電源　電源是供給電能的裝置，它把其他形式的能轉(zhuǎn)換成電能。光電池、發(fā)電機(jī)、干電池或蓄電池等都是電源，如干電池或蓄電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能，發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，光電池把太陽的光能轉(zhuǎn)換成電能等。通常也把給居民住宅供電的電力變壓器看成電源。

② 負(fù)載　負(fù)載也稱用電設(shè)備或用電器，是將電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量的裝置。電燈泡、電爐、電動機(jī)等都是負(fù)載，如電燈泡把電能轉(zhuǎn)換成光能，電動機(jī)把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，電熱器把電能轉(zhuǎn)換成熱能等。

③ 中間環(huán)節(jié)　用導(dǎo)線把電源和負(fù)載連接起來；使用開關(guān)、熔斷器等器件，對電路起控制和保護(hù)作用，使電路可靠工作。這種導(dǎo)線、控制開關(guān)所構(gòu)成電流通路的部分稱為中間環(huán)節(jié)。

（2）電路圖　如圖1-1（a）所示為電路的實物圖，它雖然直觀，但畫起來很復(fù)雜，為了便于分析和研究電路，在電路圖中，電氣元器件都采用國家統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號來表示，電路圖中部分常用的圖形符號如圖1-2所示。通常將由統(tǒng)一規(guī)定的符號來表示電路連接的圖形稱為電路圖，如圖1-1（b）所示。

（3）電路的工作狀態(tài)

① 通路　通路是指正常工作狀態(tài)下的閉合電路。即開關(guān)閉合，電路中有電流通過，負(fù)載能正常工作，此時，圖1-1燈泡發(fā)光。

② 開路　又叫斷路，是指電源與負(fù)載之間未接成閉合電路，即電路中有一處或多處是斷開的。此時，電路中沒有電流通過，圖1-1燈泡不發(fā)光。開關(guān)處于斷開狀態(tài)時，電路斷路是正常狀態(tài)；但當(dāng)開關(guān)處于閉合狀態(tài)時，電路仍然開路，就屬于故障狀態(tài)，需要檢修。

③ 短路　短路是指電源不經(jīng)過負(fù)載直接被導(dǎo)線相連的狀態(tài)。此時，電源提供的電流比正常通路時的電流大許多倍，嚴(yán)重時會燒毀電源和短路內(nèi)的電氣設(shè)備，因此，電路中不允許無故短路，特別不允許電源短路。電路短路的保護(hù)裝置是熔斷器。

（4）電流

① 電流的形成　導(dǎo)體中的自由電荷在電場力的作用下做有規(guī)則的定向運動就形成了電流。在金屬導(dǎo)體中，電流是自由電子在外電場作用下有規(guī)則地運動形成的。在某些液體或氣體中，電流則是正離子或負(fù)離子在電場力作用下有規(guī)則地運動形成的。

電流可分為直流電流和交流電流兩種。方向保持不變的電流稱為直流電流，簡稱直流（簡寫作DC）。電流方向隨時間作周期性變化的電流稱為交變電流，簡稱交流（簡寫作AC），其在一個周期內(nèi)的運行平均值為零。

② 電流的方向　在不同的導(dǎo)電物質(zhì)中，形成電流的運動電荷可以是正電荷，也可以是負(fù)電荷，甚至兩者都有。物理學(xué)規(guī)定以正電荷定向移動的方向為電流的方向。

在分析或計算電路時，若難以判斷出電流的實際方向，可先假定電流的參考方向，然后列方程求解，當(dāng)解出的電流為正值時，則電流的實際方向與參考方向一致，如圖1-3（a）所示。反之，當(dāng)電流為負(fù)值時，則電流的實際方向與參考方向相反，如圖1-3（b）所示。

③ 電流的大小　電流的大小取決于在一定時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量多少。在相同時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，則流過該導(dǎo)體的電流越強(qiáng)，反之越弱。

通常規(guī)定電流的大小等于通過導(dǎo)體橫截面的電荷量與通過這些電荷量所用的時間的比值。用公式表示為

式中，q為通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，C；t為時間，s；I為電流，A。如果導(dǎo)體的橫截面積上每秒有1C的電荷量通過，則導(dǎo)體中的電流為1A。電流很小時，可使用較小的電流單位，如毫安（mA）或微安（μA）。

1mA=10^-3A　1μA=10^-6A

（5）電壓與電位

① 電壓　水總是自發(fā)地從高處向低處流，要形成水流就必須使水流兩端具有一定的水位差，水位差也叫水壓。同樣，金屬導(dǎo)體中的自由電子做定向移動形成電流的條件是導(dǎo)體的兩端具有電壓。在電路中，任意兩點之間的電位差稱為該兩點間的電壓。

電荷q在電場中從A點移動到B點，電場力所做的功W_AB與電荷量q的比值，叫做A、B兩點間的電勢差（電位差），用U_AB表示

式中，U_AB為AB兩點間的電壓，V；W_AB為將單位正電荷從電場中A點移動到B點所做的功，J；q為由A點移動到B點的電荷量，C。

即電場力把1庫侖（C）電量的正電荷從A點移到B點，如果所做的功為1焦耳（J），那么A、B兩點間的電壓就是1伏特（V）。

在國際單位制中，電壓的單位為伏特，簡稱伏，用符號V表示。電壓的常用單位還有kV、mV、μV，其換算關(guān)系是：

1kV=10³V　　1V=10³mV　　1mV=10³μV

② 電位　電壓是對電路中某兩點而言的，電壓是兩點間的電位差。在電路中，A、B兩點間的電壓等于A、B兩點間的電位之差，即U_AB=U_A-U_B。

如果在電路中任選一點為參考點，那么電路中某點的電位就是該點到參考點之間的電壓。顯然，參考點的電位為零電位，通常選擇大地或某公共點（如機(jī)器外殼）作為參考點，一個電路中只能選擇一個參考點。

（6）電動勢　如果把電流比喻為“水流”，那么就像“抽水機(jī)”把低處的水抽到高處，電源把負(fù)極的正電荷運到正極，電動勢就是表征電源運送電荷能力大小的物理量。

在圖1-4中，A、B為電源的正、負(fù)極板，兩極板上帶有等量異號的電荷，在兩極板間形成電場。負(fù)電荷沿著電路，由低電位端（負(fù)極）經(jīng)過負(fù)載流向高電位端（正極），從而形成電流I。在電源外部電路中，電流總是從電源正極流出，最后流回電源負(fù)極，或者說從高電位流向低電位。負(fù)電荷由正極板移動至負(fù)極板后與正電荷中和，使兩極板上的電荷量減少，從而兩極板間的電場減弱，相應(yīng)的電流也逐漸減小。為了使電路中保持持續(xù)的電流，在電源內(nèi)部必須有一種非電場力，將正電荷從低電位端（負(fù)極板）逆電場力不斷推向高電位端（正極板），這個外力是由電源提供的，因此稱為電源力。電動勢用于表征電源力的能力，在數(shù)值上定義為在電源內(nèi)部電源力將單位正電荷從電源的負(fù)極板移動到正極板所做的功。

電動勢用符號E表示，單位是伏特（V），表達(dá)式為

式中　E——電動勢，V；

W——電源力所做的功，J；

q——電荷量，C。

電動勢在數(shù)值上就等于電源開路時正負(fù)兩極之間的電壓。電動勢的方向：規(guī)定由電源的負(fù)極指向正極，即從低電位指向高電位。

（7）電阻

① 電阻的特性　當(dāng)電流流過任何導(dǎo)體時都有阻礙作用，這種阻礙作用稱為導(dǎo)體的電阻。金屬導(dǎo)體存在電阻是因為大量自由電子在發(fā)生定向移動時要和原子發(fā)生碰撞，從而使自由電子的運動受阻，因此每個導(dǎo)體在一定的電壓作用下只能產(chǎn)生一定的電流。導(dǎo)體電阻用符號R表示，基本單位為歐姆（Ω），另外還有千歐（kΩ）、兆歐（MΩ）。它們的換算關(guān)系為：

1MΩ=1000kΩ，1kΩ=1000Ω

如果把同一導(dǎo)體的橫截面變小、長度變長，則導(dǎo)體的電阻變大；反之，則電阻變小。同樣規(guī)格尺寸而選用材料不同的導(dǎo)體，導(dǎo)體的電阻率越大，導(dǎo)體的電阻越大；反之，則電阻越小。用公式表示為

式中　R——電阻值，Ω；

ρ——導(dǎo)體的電阻率，Ω·m；

l——導(dǎo)體的長度，m；

S——導(dǎo)線橫截面積，m²。

不同的金屬材料，有不同的電阻率。表1-1列出了幾種常用材料在20℃時的電阻率。從表中可知，除銀以外，銅、鋁等金屬的電阻率很小，導(dǎo)電性能很好，適于制作導(dǎo)線；鐵、鋁、鎳、鉻等的合金電阻率較大，常用于制作各種電熱器的電阻絲、金屬膜電阻和繞線電阻；碳則可以用來制造電機(jī)的電刷、電弧爐的電極和碳膜電阻等。

實驗表明：當(dāng)溫度改變時，導(dǎo)體的電阻會隨溫度變化。純金屬的電阻都是有規(guī)律地隨溫度的升高而增大。當(dāng)溫度的變化范圍不大時，電阻和溫度之間的關(guān)系可用下式表示

R₂=R₁［1+α（t₂-t₁）］

式中　R₁——溫度為t₁時的電阻，Ω；

R₂——溫度為t₂時的電阻，Ω；

α——電阻的溫度系數(shù)，℃^-1。

當(dāng)α＞0時，叫做正溫度系數(shù)，表示該導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大；當(dāng)α＜0時，叫做負(fù)溫度系數(shù)，表示該導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而減小。很多熱敏電阻都具有這種特性。

實際使用時常常需要各種不同電阻值的電阻器，因而人們制成了多種類型的電阻器。電阻值不能改變的電阻器稱為固定電阻器，電阻值可以改變的電阻器稱為可變電阻器。電阻器的主要物理特征是變電能為熱能，也可以說它是一個耗能元件，電流經(jīng)過它就產(chǎn)生熱能。電阻器在電路中通常起分壓分流的作用。常用的定值電阻和可變電阻在電路中的符號如圖1-5所示。

② 電阻的分類

a．通用電阻器。這類電阻器又稱為普通電阻器，功率一般在0.1～10W之間，電阻器的阻值為100Ω～10MΩ，工作電壓一般在1kV以下，可供一般電子設(shè)備使用。

b．精密電阻器。這類電阻器的精度一般可達(dá)0.1%～2%，箔式電阻器的精度較高，可達(dá)0.005%。電阻器的阻值為1Ω～1MΩ。精密電阻器主要用于精密測量儀器及計算機(jī)設(shè)備。

c．高阻電阻器。這類電阻器的阻值較高，一般在1×10⁷～1×10¹³Ω之間，但它的額定功率很小，限用于弱電流的檢測儀器中。

d．功率型電阻器。這類電阻器的額定功率一般在300W以下，其阻值較小（在幾千歐以下），主要用于大功率的電路中。

e．高壓電阻器。這類電阻器的工作電壓為10～100kV，其外形大多細(xì)而長，多用于高壓設(shè)備中。

f．高頻電阻器。這類電阻器固有的電感及電容很小，因而它的工作頻率高達(dá)10MHz以上，主要用于無線電發(fā)射機(jī)及接收機(jī)。

常見電阻器的類別型號見表1-2。

③ 電阻器識讀

a．直標(biāo)法。用阿拉伯?dāng)?shù)字和文字符號兩者有規(guī)律的組合來表示標(biāo)稱阻值、額定功率、允許誤差等級等。

例如：

若是1R5則表示1.5Ω，2K7表示2.7kΩ，由標(biāo)號可知，它是精密金屬膜電阻器，額定功率為1/8W，標(biāo)稱阻值為5.1kΩ，允許誤差為±10%。

文字符號與表示單位見表1-3。

b．色標(biāo)法。色標(biāo)法是將電阻器的類別及主要技術(shù)參數(shù)的數(shù)值用顏色（色環(huán)或色點）標(biāo)注在它的外表面上。色標(biāo)電阻（色環(huán)電阻）器有三環(huán)、四環(huán)、五環(huán)三種標(biāo)法。電阻器色環(huán)表示示意圖見圖1-6，其含義見表1-4。

三色環(huán)電阻器的色環(huán)表示標(biāo)稱電阻值（允許誤差均為±20%）。例如，色環(huán)為棕黑紅，表示10×10² Ω，即1.0kΩ±20%的電阻器。

四色環(huán)電阻器的色環(huán)表示標(biāo)稱值（兩位有效數(shù)字）及精度。例如，色環(huán)為棕綠橙金表示15×10³ Ω，即15kΩ±5%的電阻器。

五色環(huán)電阻器的色環(huán)表示標(biāo)稱值（三位有效數(shù)字）及精度。例如，色環(huán)為紅紫綠黃棕表示275×10⁴Ω，即2.75MΩ±1%的電阻器。

一般四色環(huán)和五色環(huán)電阻器，其表示允許誤差的色環(huán)的特點是該環(huán)離其他環(huán)的距離較遠(yuǎn)。較標(biāo)準(zhǔn)的表示應(yīng)是：表示允許誤差的色環(huán)的寬度是其他色環(huán)的1.5～2倍。

電阻器的數(shù)碼表示法和額定功率標(biāo)注方法可掃二維碼學(xué)習(xí)。

二、歐姆定律與電阻串并聯(lián)

（1）部分電路的歐姆定律　如圖1-7所示為一段不含電源的電阻電路，又稱部分電路。通過實驗用萬用表測量圖1-7所示的電壓U、電流I和電阻R，可以知道：電路中的電流，與這部分電路兩端的電壓U成正比，與這部分電路的電阻R成反比。這個規(guī)律叫做部分電路的歐姆定律，可以用公式表示

式中，I為電路中的電流強(qiáng)度，A；U為這部分電路兩端的電壓，V；R為這部分電路的電阻，Ω。

電流與電壓間的正比關(guān)系，可以用伏安特性曲線來表示。伏安特性曲線是以電壓U為橫坐標(biāo)，以電流I為縱坐標(biāo)畫出的關(guān)系曲線。電阻元件的伏安特性曲線如圖1-8（a）所示，伏安特性曲線是直線時，電阻為線性電阻，線性電阻組成的電路叫線性電路。歐姆定律只適用于線性電路。

如果不是直線，則電阻為非線性電阻。如一些晶體二極管的等效電阻就屬于非線性電阻，其伏安特性曲線如圖1-8（b）所示。

（2）全電路歐姆定律　全電路是指由電源和負(fù)載組成的閉合電路，如圖1-9所示。電路中電源的電動勢為E；電源內(nèi)部具有的電阻r，稱為電源的內(nèi)電阻；電路中的外電阻為R。通常把虛框內(nèi)電源內(nèi)部的電路叫做內(nèi)電路，虛框外電源外部的電路叫做外電路。當(dāng)開關(guān)S閉合時，通過實驗得知：全電路中的電流，與電源電動勢E成正比，與外電路電阻和內(nèi)電阻之和（R+r）成反比，這個規(guī)律稱為全電路歐姆定律，用公式表示

式中，I為閉合電路的電流，A；E為電源電動勢，V；r為電源內(nèi)阻，Ω；R為負(fù)載電阻，Ω。

（3）電阻的串聯(lián)電路　把兩個或兩個以上的電阻依次相連，組成一條無分支電路，叫做電阻的串聯(lián)，如圖1-10所示。

電阻串聯(lián)電路的特點：

a．流過每個電阻的電流都相等，即I=I₁=I₂。

b．串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各電阻兩端電壓之和，即U=U₁+U₂。

c．串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和，即R=R₁+R₂。

電阻串聯(lián)電路的分壓作用：如果兩個電阻R₁和R₂串聯(lián)，它們的分壓公式為：

在工程上，常利用串聯(lián)電阻的分壓作用來使同一電源能供給不同的電壓；在總電壓一定的情況下，串聯(lián)電阻可以限制電路電流。

（4）電阻的并聯(lián)電路　兩個或兩個以上電阻并接在電路中相同的兩點之間，承受同一電壓，叫做電阻的并聯(lián)，如圖1-11所示。

電阻并聯(lián)電路的特點：

a．并聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓相等，均等于電路兩端的電壓，即U=U₁=U₂。

b．并聯(lián)電路中的總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和，即。

c．并聯(lián)電路的總電流等于流過各電阻的電流之和，即I=I₁+I₂。

電阻并聯(lián)電路的分流作用：如果兩個電阻R₁和R₂并聯(lián)，它們的分流公式為：

在同一電路中，額定工作電壓相同的負(fù)載可以采用并聯(lián)的工作方式，這樣每個負(fù)載都是一個可獨立控制的回路，任一負(fù)載的正常閉合或斷開都不影響其他負(fù)載的正常工作。

（5）電阻的混聯(lián)電路　既有電阻串聯(lián)又有電阻并聯(lián)的電路，稱為混聯(lián)電路，如圖1-12所示。

在電阻混聯(lián)電路中，已知電路總電壓，若求解各電阻上的電壓和電流，其步驟一般是：

a．求出這些電阻的等效電阻。

b．應(yīng)用歐姆定律求出總電流。

c．應(yīng)用電流分流公式和電壓分壓公式，分別求出各電阻上的電壓和電流。

（6）電阻混聯(lián)電路的分析　在電阻混聯(lián)電路中，可以按照串聯(lián)、并聯(lián)電路的計算方法，一步一步地將電路簡化，從而得出最終的結(jié)果。可以采取如下步驟。

a．對電路進(jìn)行等效變換，將原始電路簡化成容易看清串、并聯(lián)關(guān)系的電路圖。

方法一：利用電流的流向及電流的分合，畫出等效電路圖；

方法二：利用電路中各等電位點分析電路，畫出等效電路圖。

b．先計算串聯(lián)、并聯(lián)支路的等效電阻，再計算電路總的等效電阻。

c．由電路總的等效電阻和電路的端電壓計算電路的總電流。

d．根據(jù)電阻串聯(lián)的分壓關(guān)系和電阻并聯(lián)的分流關(guān)系，逐步推算出各部分的電壓和電流。

如圖1-13所示為較復(fù)雜電路的簡化過程。

三、復(fù)雜直流電路

1．復(fù)雜電路的幾個概念

（1）支路　由一個或幾個元件首尾相接構(gòu)成的無分支電路。如圖1-14所示的AF支路、BE支路和CD支路。

（2）節(jié)點　三條或三條以上支路的交點。圖1-14中的電路只有兩個節(jié)點，即B點和E點。

（3）回路　電路中任意的閉合電路。如圖1-14所示的電路中可找到三個不同的回路，它們是ABEFA、BCDEB和ABCDEFA。

（4）網(wǎng)孔　網(wǎng)孔是內(nèi)部不包含支路的回路，如圖1-14所示的電路中網(wǎng)孔只有兩個，它們是ABEFA、BCDEB。

2．基爾霍夫定律

無法用串、并聯(lián)關(guān)系進(jìn)行簡化的電路稱為復(fù)雜電路。復(fù)雜電路不能直接用歐姆定律來求解，它的分析和計算可用基爾霍夫定律和歐姆定律。

（1）基爾霍夫電流定律　基爾霍夫電流定律又叫節(jié)點電流定律。內(nèi)容：電路中任意一個節(jié)點上，流入節(jié)點的電流之和，等于流出節(jié)點的電流之和。

例如對于圖1-15中的節(jié)點A，有I₁=I₂+I₃或I₁+（-I₂）+（-I₃）=0。

如果規(guī)定流入節(jié)點的電流為正，流出節(jié)點的電流為負(fù)，則基爾霍夫電流定律可寫成

∑I=0

即在任一節(jié)點上，各支路電流的代數(shù)和永遠(yuǎn)等于零。

對于圖1-14中電路的B節(jié)點來說，也可得到一個節(jié)點電流關(guān)系式，不過寫出來就會發(fā)現(xiàn)，它和A點的節(jié)點電流關(guān)系式一樣。所以電路中若有n個節(jié)點，則只能列出n-1個獨立的節(jié)點電流方程。

（2）基爾霍夫電壓定律　基爾霍夫電壓定律又叫回路電壓定律。內(nèi)容：從一點出發(fā)繞回路一周回到該點各段電壓（電壓降）的代數(shù)和等于零。即：∑U=0。

如圖1-16所示的電路，若各支路電流如圖所示，回路繞行方向為順時針方向，則有U_ab+U_bc+U_cd+U_de+U_ea=0，即：

E₁+I₁R₁+E₂-I₂R₂+I₃R₃=0

3．戴維南定理

在分析電路時，通常將電路稱為網(wǎng)絡(luò)。具有兩個出線端鈕與外部相連的網(wǎng)絡(luò)被稱為二端網(wǎng)絡(luò)。若二端網(wǎng)絡(luò)是線性電路（電壓和電流成正比的電路稱為線性電路）且內(nèi)部含有電源，則稱該網(wǎng)絡(luò)為線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，如圖1-17所示。

一個線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，一般都可以等效為一個理想電壓源和一個等效電阻的串聯(lián)形式。

戴維南定理的內(nèi)容：電壓源電動勢的大小等于該二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，等效電阻的大小等于該二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部電源不作用時的輸入電阻。

開路電壓即二端網(wǎng)絡(luò)兩端鈕間什么都不接時的電壓U₀。計算內(nèi)電阻時要先假定電源不作用，內(nèi)部電源不作用即內(nèi)部理想電壓源被視作短路，電流源視作開路，此時網(wǎng)絡(luò)的等效電阻即為等效電源的內(nèi)電阻r。

4．疊加原理

在線性電路中，任一支路中的電流，都可以看成是由該電路中各電源（電壓源或電流源）分別單獨作用時在此支路中所產(chǎn)生的電流的代數(shù)和，這就是疊加原理。

如圖1-18所示的電路中，U_S1和U_S2是兩只恒壓源，它們共同作用在三個支路中所形成的電流分別為I₁、I₂和I₃。根據(jù)疊加原理，圖1-18（a）就等于圖1-18（b）和圖1-18（c）的疊加，即：

用疊加原理來分析復(fù)雜直流電路，就是把多個電源的復(fù)雜直流電路化為幾個單電源電路來分析計算。在分析計算時要注意幾個問題：

a．疊加原理僅適用于由線性電阻和電源組成的線性電路。

b．電路中只有一個電源單獨作用，就是假定其他電源去掉，即理想電壓源（又稱為恒壓源）視作短接，理想電流源（又稱為恒流源，為電路提供恒定電流的電源）視作開路。

c．疊加原理只適用于線性電路中的電壓和電流的疊加，而不能用于電路中的功率疊加。

5．電功與電功率

（1）電功　電流通過負(fù)載時，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N其他不同形式的能量，如電流通過電爐時，電爐會發(fā)熱，電流通過電燈時，電燈會發(fā)光（當(dāng)然也要發(fā)熱），這些能量的轉(zhuǎn)換現(xiàn)象都是電流做功的表現(xiàn)。在電場力作用下電荷定向移動形成的電流所做的功，稱為電功，也稱為電能。

由上文可知，如果a、b兩點間的電壓為U，則將電量為q的電荷從a點移到b點時電場力所做的功為：W=U×q。

因為　　　

所以　　　

式中，U為電壓，V；I為電流，A；R為電阻，Ω；t為時間，s；W為電功，J。

在實際應(yīng)用中，電功還有一個常用單位是kW·h（1kW·h=3.6×10⁶J）。

（2）電功率　電功率是描述電流做功快慢的物理量。電流在單位時間內(nèi)所做的功叫做電功率。如果在時間t內(nèi)，電流通過導(dǎo)體所做的功為W，那么電功率為：

式中，P為電功率，W；W為電能，J；t為電流做功所用的時間，s。

在國際單位制中電功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號是W。如果在1s時間內(nèi)，電流通過導(dǎo)體所做的功為1J，電功率就是1W。電功率的常用單位還有千瓦（kW）和毫瓦（mW），它們之間的關(guān)系為：

1kW=10³W　　　1W=10³mW

對于純電阻電路，電功率的公式為：

6．電壓源和電流源

在電路中，負(fù)載從電源取得電壓或電流。一個電源對于負(fù)載而言，既可看成是一個電壓提供者，也可看成是一個電流提供者，因此一個電源可以用兩種不同的等效電路來表示：一種是以電壓的形式表示，稱為電壓源；另一種是以電流的形式表示，稱為電流源。

（1）電壓源　任何一個實際的電源，例如電池、發(fā)動機(jī)等，都可以用恒定電動勢E和內(nèi)阻r串聯(lián)的電路來表示。如圖1-19所示的虛框內(nèi)表示電壓源。

電壓源是以輸出電壓的形式向負(fù)載供電的，輸出電壓的大小為：

U=E-Ir

當(dāng)內(nèi)阻r=0時，不管負(fù)載變動時輸出電流I如何變化，電源始終輸出恒定電壓，即U=E。把內(nèi)阻r=0的電壓源叫做理想電壓源，符號如圖1-20所示。應(yīng)該指出的是，由于電源總是有內(nèi)阻的，所以理想電壓源實際是不存在的。

（2）電流源　電源除用等效電壓源來表示外，還可用等效電流源來表示：

I_s=I₀+I

式中　I_s——電源的短路電流，大小為，A；

I₀——電源內(nèi)阻r上的電流，大小為，A；

I——電源向負(fù)載提供的電流，A。

根據(jù)上式可畫出如圖1-21所示電路，電源也可認(rèn)為是以輸送電流的形式向負(fù)載供電的。電流源符號如圖1-21虛框中所示。

當(dāng)內(nèi)阻r=∞時，不管負(fù)載的變化引起端電壓如何變化，電源始終輸出恒定電流，即I=I_s。把內(nèi)阻r=∞的電流源叫做理想電流源，符號如圖1-22所示。

（3）電壓源與電流源的等效變換　電壓源和電流源對于電源外部的負(fù)載電阻而言是等效的，可以相互變換。

電壓源與電流源之間的關(guān)系由下式?jīng)Q定：

電壓源可以通過轉(zhuǎn)化為等效電流源，內(nèi)阻r數(shù)值不變，內(nèi)電路改為并聯(lián)；反之，電流源可以通過E=I_sr轉(zhuǎn)化為等效電壓源，內(nèi)阻r數(shù)值不變，內(nèi)電路改為串聯(lián)。如圖1-23所示。