電路的基本概念
1.1 什么是電？
初中物理課上我們學(xué)過摩擦生電。用梳子梳干頭發(fā)時(shí)，經(jīng)常會(huì)聽到“噼里啪啦”的聲音，如果是暗色系，還能看到一些細(xì)小的火花。把梳子放在一堆小紙片附近，小紙片就會(huì)被梳子吸起來。什么是電？電是一種特殊的能量，叫做電能。
世界是物質(zhì)的，自然界的一切物質(zhì)都是由分子構(gòu)成的，分子又由原子構(gòu)成，每個(gè)原子的中心是原子核，原子核周圍有若干個(gè)電子，它們沿著一定的軌道高速旋轉(zhuǎn)。原子核帶正電，電子帶負(fù)電。原子在不受外力作用時(shí)，原子核所帶的正電荷與外層電子所帶的負(fù)電荷相等，原子與外界處于平衡狀態(tài)，不表現(xiàn)出電性質(zhì)。
不同的原子，原子核不同，原子核周圍電子數(shù)也不同。例如，銅、鋁原子的原子結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。銅原子核有29個(gè)帶正電的質(zhì)子，29個(gè)帶負(fù)電的中子，原子核外電子分布四層，最外層只有一個(gè)電子，如圖1.1（a）所示。鋁原子核有13個(gè)質(zhì)子，13個(gè)中子，與原子核外質(zhì)子數(shù)相等，最外層只有一個(gè)電子，如圖1.1（b）所示。
（a）銅原子結(jié)構(gòu)示意圖（b）鋁原子結(jié)構(gòu)示意圖
圖1 原子結(jié)構(gòu)示意圖
最外層軌道的電子距離原子核較遠(yuǎn)，受原子核的束縛較少，當(dāng)受到外界因素（如熱、光、機(jī)械力）作用時(shí)，它們很容易脫離原有軌道，成為自由電子。銅、鋁等金屬的外層電子不穩(wěn)定，常溫下會(huì)脫離軌道成為自由電子（如每cm3銅含有8×1032個(gè)自由電子）。
如果一個(gè)原子失去一個(gè)或多個(gè)外層電子，它的電平衡就被破壞，正電荷大于負(fù)電荷，這個(gè)原子就帶正電；同樣：如果飛出軌道的電子被另一個(gè)原子吸收，另一個(gè)原子就會(huì)帶負(fù)電。這就是電的本質(zhì)。
我們用的電都是由發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組發(fā)出的，經(jīng)過高壓輸變電送到千家萬戶，目前發(fā)電的方式有很多種，有火力發(fā)電、水力發(fā)電、太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、核能發(fā)電等。
1.1.2 什么是電路？
電路是電流所走的路徑。
1 電路結(jié)構(gòu)
電路是由元器件按照一定的方式組合而成的。圖1.2所示的電路是手電筒最簡單的物理連接電路，由電源（干電池）、負(fù)載（燈泡）和中間環(huán)節(jié)（包括連接線和開關(guān)）三部分組成。在電路中，隨著電流的流動(dòng)，進(jìn)行著不同形式能量之間的轉(zhuǎn)換。
電源是將非電能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。例如，干電池和蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能，而發(fā)電機(jī)則將熱能、水能或原子能轉(zhuǎn)換成電能。因此，電源是電路中的能量源，是驅(qū)動(dòng)電流運(yùn)動(dòng)的源頭。非電能到電能的轉(zhuǎn)換是在它內(nèi)部進(jìn)行的。
圖2 手電筒簡單物理連接電路
負(fù)載是將電能轉(zhuǎn)換成非電能的設(shè)備，如燈泡把電能轉(zhuǎn)換成光能，電爐把電能轉(zhuǎn)換成熱能，電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。所以，負(fù)載是電路中的接收器，是取用電能的設(shè)備，從電能到非電能的轉(zhuǎn)換都是在它內(nèi)部進(jìn)行的。
中間環(huán)節(jié)是連接電源與負(fù)載的部件，起著傳輸和控制電能的作用。
2.2 簡單電路
圖3為電路圖，電路元件有干電池E、燈泡HL、開關(guān)S和導(dǎo)線。燈泡HL為電阻元件R；E為電源，其內(nèi)阻為R0；干電池與燈泡之間的中間環(huán)節(jié)為開關(guān)S，其電阻可忽略，可認(rèn)為是無電阻的理想導(dǎo)體。
3 電路功能
圖3 簡單電路圖
（1）傳輸和處理信號(hào)電路的功能之一就是傳輸和處理信號(hào)。一個(gè)常見的例子就是揚(yáng)聲器。麥克風(fēng)先把語言或音樂（通常稱為信息）轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓和電流，也就是電信號(hào)，再通過電路傳輸給揚(yáng)聲器，把電信號(hào)還原為語言或音樂。由于麥克風(fēng)輸出的龜速信號(hào)比較弱，不足以推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)音，所以中間要用放大器進(jìn)行放大。這種對(duì)信號(hào)的轉(zhuǎn)換和放大就叫做信號(hào)處理。
（2）信號(hào)傳輸與轉(zhuǎn)換
供電系統(tǒng)中的電源電路起著實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換的作用。發(fā)電廠發(fā)出的高壓電通過高壓線路輸送到各地，再通過變壓器轉(zhuǎn)換成低壓電。這類電路一般要求在傳輸和轉(zhuǎn)換過程中盡可能減少能量損耗，以提高效率。
1.2 直流電路
直流電路中電壓和電流的大小和方向不隨時(shí)間而改變。
1.2.1 基本概念
1.電壓
河水之所以能流動(dòng)，是因?yàn)橛兴徊睿偸菑母咚涣飨虻退弧ｋ姾芍阅芰鲃?dòng)，是因?yàn)橛须娢徊睿娐分腥我鈨牲c(diǎn)間的電位差稱為兩點(diǎn)間的電壓。電壓是電流形成的主要條件。電路中電壓常用U表示，單位為伏特（V）。大單位可用千伏（kV）表示，小單位常用毫伏（mV）或微伏（μV）表示。它們之間的關(guān)系如下。
1千伏=1000伏
1伏=
lmV=1000μV
我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)有很多，如直流安全電壓有12V、24V、36V，工業(yè)直流電壓有110V、220V，民用市電電壓有220V交流，工業(yè)電源電壓有380V交流，高壓配電電壓有6kV、10kV，高壓輸電電壓有110kV，長距離超高壓輸電電壓有330kV、500kV等。
電壓可用電壓表測量。測量時(shí)，將電壓表并聯(lián)到電路中，選擇電壓表指針接近全偏的量程。如果無法估計(jì)電路中的電壓，請(qǐng)先使用較大的量程，進(jìn)行粗略測量，然后再使用合適的量程。這樣可以防止電壓過大而損壞電壓表。
2. 潛力
電場中某一點(diǎn)電荷的勢(shì)能與其電荷之比為該點(diǎn)的電位。若U代表電位，A代表電荷q的勢(shì)能，則
烏茲別克斯坦
其中，U的單位為V，A的單位為J，q的單位為C。
在指定電路中某點(diǎn)的電位時(shí)，必須先確定參考點(diǎn)。如果其電位為零，則電路中某點(diǎn)的電位在數(shù)值上等于該點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓。因此，電位的大小與參考點(diǎn)的選擇有關(guān)。所有用于電位計(jì)算的參考點(diǎn)都用地符號(hào)（上圖）表示。這種選擇便于計(jì)算，計(jì)算器不需要自由選擇參考點(diǎn)。
3. 電源
把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的裝置稱為電源。例如，發(fā)電機(jī)可以把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，電池可以把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。干電池、發(fā)電機(jī)等都稱為電源。
通過整流電路把交流電變成直流電的裝置叫整流電源。能提供信號(hào)的電子設(shè)備叫信號(hào)源。晶體管能把前面來的信號(hào)放大，并把放大后的信號(hào)傳送給后面的電路。晶體管也可以看作后面電路的信號(hào)源。整流電源和信號(hào)源有時(shí)也叫電源。
4. 電動(dòng)勢(shì)
電動(dòng)勢(shì)是反映電源將其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的能力的物理量。電動(dòng)勢(shì)在電源兩端產(chǎn)生電壓。在電路中，電動(dòng)勢(shì)常用E表示，單位為伏特（V）。
5. 電位差
電位差就是兩點(diǎn)之間的電位差，若a、b點(diǎn)電位分別為10V、5V，則兩點(diǎn)之間的電位差Uab=10V-5V=5V；反之，Uba=5V-10V=-5V。
6. 當(dāng)前
電荷的定向運(yùn)動(dòng)叫做電流。在電路中，電流常用J表示。電流有兩種：直流電和交流電。大小和方向不隨時(shí)間變化的電流稱為直流電，大小和方向隨時(shí)間變化的電流稱為交流電。電流的單位是安培（A），也常用毫安（mA）或微安（μA）作為單位。它們之間的關(guān)系是
1kA=1000A
1A=
1毫安=1000微安
直流電流的方向是從電源正極流向電源負(fù)極。
電流可用電流表測量。測量時(shí)，將電流表串聯(lián)在電路中，選擇電流表指針接近全偏的量程。如果無法估計(jì)電路中的電流，先用較大的量程，粗略測量，然后再用合適的量程。這樣可以防止電流過大而損壞電流表。
7. 加載
把電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量的設(shè)備稱為負(fù)載。例如，電動(dòng)機(jī)可以將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，燈泡可以將電能轉(zhuǎn)換成熱能和光能，揚(yáng)聲器可以將電能轉(zhuǎn)換成聲能。電機(jī)、電阻、燈泡、揚(yáng)聲器等都稱為負(fù)載。后級(jí)的晶體管也可以看作是前級(jí)的負(fù)載。
8.抵抗
在電路中，阻礙電流通過而造成能量消耗的元件稱為電阻器。電阻常用R表示，單位為歐姆（Ω），也常用千歐姆（kΩ）或兆歐姆（MΩ）作為單位。它們之間的關(guān)系是
1kΩ=1000Ω
1MΩ=Ω
導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體的材質(zhì)、截面積、長度及溫度所決定，一般導(dǎo)體的電阻可利用下列公式計(jì)算：
R=ρL/S
式中L為導(dǎo)體長度（m）；S為導(dǎo)體截面積（mm2）；ρ為導(dǎo)體電阻率（Q·mm2/m）。
電阻率ρ是電學(xué)計(jì)算中的一個(gè)重要物理常數(shù)。不同材料制成的物體，其電阻率是不同的。其值相當(dāng)于在溫度為+20℃時(shí)，用這種材料制成的長度為1米、截面積為1mm2的導(dǎo)線的電阻值。電阻率的大小直接反映了各種材料導(dǎo)電性能的好壞。材料的電阻率越大，其導(dǎo)電性能越差；電阻率越小，其導(dǎo)電性能越好。
電阻可用萬用表的歐姆檔測量。測量時(shí)，選擇萬用表指針偏出一半的歐姆檔。如果被測電阻焊接在電路中，測量前應(yīng)將一端斷開，且人體不要接觸電阻引線。
常用金屬材料的電阻率如表1-1所示。
表1-1 常見金屬材料電阻率（20℃）
9.電容器
電容是衡量導(dǎo)體儲(chǔ)存電荷能力的物理量。當(dāng)在兩根絕緣導(dǎo)體上施加一定的電壓時(shí)，它們會(huì)儲(chǔ)存一定的電荷。一根導(dǎo)體儲(chǔ)存正電荷，另一根導(dǎo)體儲(chǔ)存等量的負(fù)電荷。施加的電壓越大，儲(chǔ)存的電荷越多。儲(chǔ)存電荷的數(shù)量與施加的電壓成正比，它們的比值稱為電容。如果用U表示電壓英語作文，用Q表示電荷，用C表示電容，則
問題=UC
電容的單位是法拉（F），也有常用微法拉（μF）或皮法拉（pF）作為單位的。它們的關(guān)系是
1F=106μF
1樓=
電容可以用電容測試儀測量，也可以使用萬用表的歐姆范圍粗略估計(jì)。
10.電感
電感是衡量線圈產(chǎn)生電磁感應(yīng)能力的物理量。當(dāng)電流通過線圈時(shí)，線圈周圍就會(huì)產(chǎn)生磁場，有磁通量穿過線圈。通過線圈的電流越大，磁場越強(qiáng)，通過線圈的磁通量也越大。實(shí)驗(yàn)證明，通過線圈的磁通量與通過線圈的電流成正比。它們的比值稱為自感系數(shù)，也叫電感。設(shè)通過線圈的磁通量用Si表示，電流用I表示，電感量用L表示，則
比例尺=Q/I
電感的單位是亨利（H），也有常用毫亨利（mH）或微亨利（μH）作為單位的。它們的關(guān)系為
1H=
1毫亨=1000微亨
11. 電力
當(dāng)電流流過電路時(shí)，就會(huì)發(fā)生能量的轉(zhuǎn)換。在電源內(nèi)部，外力不斷克服電場力，驅(qū)使正負(fù)電荷向電源兩極移動(dòng)做功，把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能。通過外電路，電荷不斷被送到負(fù)載，把電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量。
負(fù)載所消耗的電能等于端電壓與電荷的乘積，電荷等于電流與時(shí)間的乘積，即
A=UQ=IUt (1-5)
式中，A為電能，單位為J；U為端電壓，單位為V；Q為電荷，單位為C。
1 2. 電氣工作
電流所做的功等于電路所消耗的電能，電路中消耗的電能等于電路中移動(dòng)電荷所做的功。
答：U2/Rt
一氧化碳
1 3. 電力
電路在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生或消耗的電能叫做電功率，簡稱功率，用P表示，單位為W。
P=A／t=IUt／t=IU (1-8)
P=U2/R（1-9）
P=I2R（1-10）
其中P為電功率（W，1W=lJ/s）；t為時(shí)間（s）。
14. 指揮
能良好地傳導(dǎo)電流的物體稱為導(dǎo)體。由導(dǎo)體制成的電工材料稱為導(dǎo)電材料。金屬是常用的導(dǎo)電材料。除金屬外，其他物質(zhì)如大地、人體、自然界的水、酸、堿、鹽及其溶液等都是導(dǎo)體。
金屬之所以能很好地傳導(dǎo)電流，是由其原子結(jié)構(gòu)決定的。金屬原子的最外層電子與原子核的結(jié)合較松散，因此這些電子很容易脫離自己的原子核而與其他原子核結(jié)合。失去電子的原子又有新的電子可以與之結(jié)合，這一系列過程就是導(dǎo)電的過程。銀的電阻率最低，導(dǎo)電性最好，但由于價(jià)格昂貴，只在極少數(shù)地方使用，如開關(guān)觸點(diǎn)等。一般電器設(shè)備中，銅和鋁的使用最為廣泛。
還有一些材料雖然能導(dǎo)電，但電阻率卻很大磁通量與電壓的關(guān)系，人們常常用它們作為某些電器中的電阻材料或電熱材料，如電爐或電烤箱中的加熱絲等。
1 5. 絕緣子
不能導(dǎo)電或?qū)щ娦院懿畹奈矬w稱為絕緣體。常見的絕緣體有木材、石材、橡膠、玻璃、云母和瓷器等。絕緣體的原子結(jié)構(gòu)與導(dǎo)體不同，絕緣體的電子與原子核結(jié)合緊密，難以分離。當(dāng)這類物質(zhì)接上電源后，流過它們的電流極小（幾乎接近于零）。其絕緣作用可用來隔離電位不同的帶電物體。
一般來說，對(duì)絕緣材料的要求是極高的絕緣電阻和電氣強(qiáng)度、良好的耐熱性和耐濕性、較高的機(jī)械強(qiáng)度和易于加工。
空氣是我們大家非常熟悉的，在自然界中被廣泛用作天然絕緣材料磁通量與電壓的關(guān)系，紙、礦物油、橡膠、陶瓷等都是應(yīng)用廣泛的絕緣材料。近年來，由于有機(jī)合成工業(yè)的興起，各種絕緣材料不斷被推出，為制造新型電氣設(shè)備提供了良好的條件。
絕緣材料在長期的電、熱作用下，特別是在化學(xué)腐蝕的情況下，會(huì)逐漸老化，降低其原有的電氣性能和機(jī)械性能，有時(shí)甚至?xí)耆珕适Ы^緣性能。因此，定期檢查絕緣性能是電氣設(shè)備維護(hù)中的主要工作之一。絕緣電阻是絕緣材料的主要技術(shù)指標(biāo)。常用兆歐表測量設(shè)備的絕緣電阻。一般低壓電器設(shè)備的絕緣電阻應(yīng)大于0.5MΩ。對(duì)于移動(dòng)電器和在潮濕場所使用的電器，絕緣電阻應(yīng)稍大一些。
16. 半導(dǎo)體
所謂半導(dǎo)體，顧名思義，就是導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)，硅、鍺、硒以及大部分金屬氧化物、硫化物都是半導(dǎo)體。
半導(dǎo)體的電導(dǎo)率在不同條件下差別很大。例如有些半導(dǎo)體（如鈷、錳、鎳等的氧化物）對(duì)溫度特別敏感，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，它們的電導(dǎo)率就增大很多。各種熱敏電阻就是利用這種特性制成的。又例如有些半導(dǎo)體（如鎘、鉛等的硫化物和硒化物）在光照下，導(dǎo)電性就很強(qiáng)；沒有光照時(shí)，就變得像絕緣體一樣不導(dǎo)電。各種光敏電阻就是利用這種特性制成的。．
更重要的是，如果在純半導(dǎo)體中加入微量的某些雜質(zhì)，可使電導(dǎo)率提高數(shù)十萬甚至數(shù)百萬倍。例如在純硅中加入百萬分之一的硼后，硅的電阻率由約2×103Ω·m降低至約4×10_3Ω·m。利用這一特性可制作各種用途的半導(dǎo)體器件，如半導(dǎo)體二極管、三極管、場效應(yīng)管和晶閘管等。
1.2.2 電路的幾種狀態(tài)
（1）開路狀態(tài)（斷路狀態(tài)）
當(dāng)電路的開關(guān)斷開時(shí)，稱為斷路。其特點(diǎn)是電流為零，電源端的電壓值為電源兩端的電動(dòng)勢(shì)。電路維修時(shí)應(yīng)在斷路狀態(tài)下進(jìn)行。此狀態(tài)下，電路不工作，也不發(fā)熱。
（2）短路狀態(tài)
當(dāng)電路中帶電壓的兩點(diǎn)用一根電阻為零的導(dǎo)體連接起來時(shí)，就稱為短路。它的特點(diǎn)是電流很大。根據(jù)電流的熱效應(yīng)，導(dǎo)體所消耗的電能為
A=IUt=I2Rt (1.11)
如果電阻所消耗的電能全部轉(zhuǎn)化成熱能（Q=I2Rt），就會(huì)燒壞絕緣元件，損壞設(shè)備。為了防止短路，在電路中接有保險(xiǎn)絲。有時(shí)可以利用短路電流產(chǎn)生的高溫進(jìn)行金屬焊接等。
（3）額定工作狀態(tài)
額定電流是電氣設(shè)備一般都會(huì)規(guī)定的數(shù)值，額定電流是指電氣設(shè)備在長期運(yùn)行過程中，允許流過的最大電流。
大電流用In表示，當(dāng)實(shí)際電路中小于In時(shí)，稱為輕載；等于In時(shí)，稱為滿載，滿載為額定工作狀態(tài)；大于In時(shí)，稱為過載，不允許過載。有的設(shè)備不標(biāo)額定電流，而標(biāo)出額定電壓即Un，標(biāo)出額定功率Pn。
1.3 串聯(lián)和并聯(lián)電路
1.3.1 電阻串聯(lián)/并聯(lián)電路
在電路中，元器件按順序首尾相連，每個(gè)元器件通過相同的電流，這種連接關(guān)系稱為元器件的串聯(lián)。串聯(lián)電路具有分壓作用，回路中電流處處相等，如圖1-4所示。
如果元器件是首尾相連，且處于同一電壓下，這種連接關(guān)系稱為元器件并聯(lián)，如圖1-5所示。
圖1.4 電阻串聯(lián)電路
圖1.5 電阻并聯(lián)電路
1.串聯(lián)電阻的參數(shù)計(jì)算
電阻R1和R2串聯(lián)，總電阻計(jì)算如下：
R=R1+R2+···+Rn（1-12）
例1 如圖1-4所示，RI=IOQ，Q=20Q，計(jì)算總電阻
解：R = R1 + RE = 10 + 20 = 30 （Q）
2.并聯(lián)電阻的參數(shù)計(jì)算
電阻R1、R2并聯(lián)，其總阻值R的計(jì)算公式為：
R總=（R1R2）/（R1+R2）
例2：如圖1-5所示，R1=20Ω，R2=40Ω，求并聯(lián)后的總電阻。
解決方案：R = (R1R2) / (R1+R2) = 13
并聯(lián)電路的特點(diǎn)：并聯(lián)電路有分流作用，各支路電壓處處相等。 3、混合電路的計(jì)算，可按元器件布置方式計(jì)算，也可采用先串（并）后并（串）的方法計(jì)算。
1.3.2 電容器串聯(lián)/并聯(lián)電路。
電容器的串聯(lián)/并聯(lián)連接形式與電阻器的串聯(lián)/并聯(lián)連接形式相同，只是計(jì)算公式不同。
1.并聯(lián)電容器參數(shù)計(jì)算
如圖1-6所示，當(dāng)電容器C1和C2并聯(lián)時(shí)，它們的總電容C為
碳原子數(shù)=Cl+C2
2. 電容器的串聯(lián)
如圖1-7所示，當(dāng)電容器C1和C2串聯(lián)時(shí)，它們的總電容C為
C=(C1*C2)/(C1+C2)
圖1-6 電容并聯(lián)電路
圖1-7 電容串聯(lián)電路
1.4 電路基本定律
1.4.1 歐姆定律
我們知道，當(dāng)在電阻（如燈泡或電阻器）兩端加上電壓U時(shí)，會(huì)有電流I流過。那么電阻R與電壓、電流之間有什么定量關(guān)系呢？德國物理學(xué)家歐姆進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，得出了一條基本定律——?dú)W姆定律。導(dǎo)體中的電流I與導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，與導(dǎo)體的電阻R成反比，即
我=U/R
這個(gè)定律叫做歐姆定律。如果你知道電壓、電流和電阻三個(gè)量中的兩個(gè)，你就可以利用歐姆定律來計(jì)算第三個(gè)量，即
我=U/R
在交流電路中，歐姆定律同樣成立，但電阻應(yīng)改為阻抗z，即
我=U / Z
從公式中可以看出，當(dāng)外加電壓U一定時(shí)，電阻（Z）越大，電流越小。顯然電阻具有阻礙電流的物理性質(zhì)。在國際單位制中，電阻的單位是歐姆（Q）。當(dāng)電路兩端的電壓為1V，通過的電流為1A時(shí)，這個(gè)電路的電阻為1Q。測量高電阻時(shí)，單位為千歐姆（kQ）或兆歐姆（Mfl）。，。
由電壓和電流的定義可知，電阻器中電流的方向與電壓的方向一致，都是從高電位端指向低電位端。
歐姆定律不僅適用于線性電阻，也適用于隨時(shí)間變化的電壓和電流。也就是說，任何時(shí)刻的電流一定等于該時(shí)刻的電壓除以電阻。
電阻在電路中消耗功率。它所消耗的功率為
P=IU（電功率的定義） （1.19） 公式（1.19）是計(jì)算電阻器所消耗功率的公式。可以看出，對(duì)于電阻器，如果已知電壓、電流、功率和電阻四個(gè)量中的任意兩個(gè)，則可以確定另外兩個(gè)量。
例1：一個(gè)100W的燈泡接在220V的電源上，求該燈泡的電阻和電流。
解：I = P / U = 100 / 220 = 0.4（A）
R=U/I=220/0.4=550(Q)。'
1.4.2 節(jié)點(diǎn)電流規(guī)律
電路中，一定有一個(gè)元件相互連接的地方。我們把元件連接的地方稱為節(jié)點(diǎn)。圖 1.8 中有 6 個(gè)節(jié)點(diǎn)：a、b、c、d、e 和 f。但習(xí)慣上把兩個(gè)或多個(gè)元件連接的地方（或電流匯聚和分流的地方）稱為節(jié)點(diǎn)。因此，圖 1.8 中只有 4 個(gè)節(jié)點(diǎn)。
節(jié)點(diǎn)可以看作是一條沒有被元件隔開的線。例如，在圖1.8中，上方的節(jié)點(diǎn)是連接E、C、R1和R2的正極的線。
節(jié)點(diǎn)電流定律：流入節(jié)點(diǎn)的電流等于流出節(jié)點(diǎn)的電流。例如，對(duì)于上面的節(jié)點(diǎn)，
圖 1.8
I=I1+I2
例2 圖1.8所示為電路中節(jié)點(diǎn)a，I1=10A，I2=20A，求I？'
解：根據(jù)節(jié)點(diǎn)電流定律，我們有
我=11+12=10+20=30（A）
需要指出的是，節(jié)點(diǎn)電流定律對(duì)任何電路、任何節(jié)點(diǎn)、任何時(shí)間都有效，對(duì)直流電和交流電都有效。
1-4.3 電壓規(guī)律
在電路中，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的電流路徑稱為支路。如圖 1.9 所示，共有 4 個(gè)支路：E 和 r 為一個(gè)支路，C 為一個(gè)支路，R1 和 R2 為一個(gè)支路，R3 為一個(gè)支路……，
節(jié)點(diǎn)電壓定律：電路中任意兩節(jié)點(diǎn)間的電壓（比如a與b/Jab間的電壓）等于沿任意路徑從高電位到低電位的電壓降的代數(shù)和。
圖1-9 電壓規(guī)律電路
1.4.4 疊加原理
疊加原理是分析線性電路常用的原理，支流法列出的方程都是線性代數(shù)方程，根據(jù)線性代數(shù)方程的疊加，可以推導(dǎo)出電路的疊加原理，電路如圖1.10所示。
圖1.10 疊加原理電路
使用疊加原理時(shí)應(yīng)注意以下問題。
（1）當(dāng)假設(shè)一個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)，應(yīng)將其他電源置零。理想電壓源應(yīng)視為短路，理想電流源應(yīng)視為開路，但必須保留電源的內(nèi)阻。
（2）各電源單獨(dú)作用時(shí)產(chǎn)生的電流前面的符號(hào)不能忽略，疊加時(shí)應(yīng)取它們的代數(shù)和。
（3）疊加原理只能用來求解線性電路的電壓或電流，而不能用來疊加功率，更不能用于非線性電路。
1.4.5 等效功率定理
（1）在復(fù)雜電路中，如果我們要求某支路中的電流，可以把電路的其余部分看作一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)。利用戴維南定理和諾頓定理，把這個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)用電壓源或電流源代替，可以大大簡化問題的分析。
（2）的定理指出，用電動(dòng)力E代替電壓源代替主動(dòng)的兩端網(wǎng)絡(luò)的條件和電壓r的內(nèi)部電阻R：電壓源的電動(dòng)力E等于主動(dòng)兩端網(wǎng)絡(luò)的開放電路電壓，電壓源的內(nèi)部電阻均等于兩個(gè)端動(dòng)的抗性。
（3）諾頓定理指出，有效的兩端網(wǎng)絡(luò)可以用相等值的電流和相等值的內(nèi)部電阻代替。
（4）當(dāng)將特殊的主動(dòng)兩末端網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的被動(dòng)兩末端網(wǎng)絡(luò)時(shí)，應(yīng)注意的是，所有恒定電壓源都是短路的，所有恒定電流源都是敞開的，并且應(yīng)保留內(nèi)部電阻。
（5）當(dāng)應(yīng)用等效電源定理時(shí)，可以與恒定電壓源并聯(lián)連接的電路，并且可以在更復(fù)雜的情況下逐漸消除與恒定電流源連接的電阻，可以使用疊加原理或可以使用定理。