电路的主体结构是电源和负载,开关起控制作用,导线的作用是将三者连接在一起,构成电流的通路。
1.电源和负载
电路的主体结构是电源和负载,电源输出电能,由负载把电能转换为热能、光能、机械能(含声能)、化学能、电磁辐射能等形式消耗电能。负载可以是一个元器件,更可以是一个复杂的电路整体。
电源的图形符号如图2-2所示,直流电源、交流电源和信号源3种都是没考虑内阻的理想型符号。
图2-2 表示电源的图形符号
实用电路图中,电池(或电池组)等直流电源的图形符号常被省略,一个极接在电路的0电位参考点(地线),另一个极标+VE、+UE(或-VE、-UE)。
图2-2b所示符号多用于表示输出正弦波信号源,电压波形如图2-3所示。
图2-3 正弦交流电压的波形及参数
正弦交流电压的瞬时值用u表示,即
式中 Um——交流电压的正向峰值(即最大值);
f——交流电的频率;
ω——角频率、角速度,单位是°/s或rad/s,ω=2πf,2πf的单位是rad/s;(www.daowen.com)
t——时间;
u——t时刻的瞬时电压值;
θ——交流电的初相角,也叫初相位,是影响同频率交流电之间运算的重要物理量。
Um、f(或ω)和θ合称为交流电的三要素。
交流电源是指市电电网(220V、50Hz),常用图2-4表示,用两条直线表示单相电的相线(L、俗称火线)、零线(N)以及单相交流电的有效值和频率。
2.开关和导线
电源开关是电路通电的总控制元件,电路内部的开关用于控制功能变换,不消耗电能。图2-5所示为4例常见开关的图形符号。
图2-4 单相电的表示
图2-54 例常见开关的图形符号
导线只起连接作用,将三者连接构成电流的通路,也不消耗电能,电路图中的导线图形符号用单线表示。
如果负载被导线取代称为短路。有些电子元器件在使用中发生击穿,造成短路而丧失电气功能。短路会使电源或大功率输出电路造成严重损坏,交流电网的输电线路出现短路会引燃周围可燃物造成火灾。
电路中出现电流被切断称为断路或开路。开路虽然不会造成短路那样的严重损坏,也会使相关电路不能工作而丧失功能。
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