电路与电的物理量

（一）电路的组成

简单地说，电路就是为电流流通提供的路径。它一般由电源、负载、控制与保护电器、连接导线等组成。简单的直流电路如图1-1所示。

1.电源

电源是一种将非电能转换成电能的装置。如常用的干电池、蓄电池是将化学能转换成电能。我们在生活中所用的电也是如此，是将水的落差、煤的燃烧、风力、核能等通过一定的形式推动发电机组运行产生的电。

2.负载

负载是将电能转换为其他形式能量的装置。如照明灯、电炉和电动机是将电能分别转换为光能、热能和机械能。在电路中负载是取用及消耗电能的装置，也就是用电设备。图中的图形符号为照明灯，文字符号用D表示。

3.控制与保护电器

控制电器是控制用电设备，使其达到预定工作状态的电器，如各种接触器、继电器和照明开关等，用以在电路中接通和断开电路，起着控制、分配和保护电能的作用。图中的图形符号为照明开关，文字符号用K表示。

4.连接导线

导线是用铜、铝等良导体制成，在电路中将电源、负载及控制电器等连接成一个整体，构成电路，起着传输电能的作用。

在实际的照明电路中，为了防止电路由于短路、过载、漏电等引起事故，还应装设熔断器、漏电保护器等保护电器。

（二）电路的有关物理量

1.电场

电荷周围空间存在着一种特殊物质，它不能被人的感官所直接感知，但是它却可以通过引入其周围电荷受到作用力现象而被间接发现。我们把带电体周围具有一定同性相斥、异性相吸的空间叫作电场。电场中的每一点都具有一定的电位。正电荷在电场的作用下，从高电位向低电位移动，所做的功就是电场中两点电位之差。通常，我们把地球的电位当作零，作为电位的参数位置，其他各点与此参考点之间电位差定义为该点的电位值。

2.电流

电荷有规则向一定方向的移动就形成电流。我们规定电流的方向是从高电位向低电位移动的，也就是把正电荷移动的方向定为电流的方向。电流的符号为I，电流的单位是“安”，即A。

3.电压（电位差）

静电物或电路中任意两点间的电位差叫电压。其数值等于单位正电荷在电场力的作用下，从一个点移到另一个点所用的功。电压的方向规定为高电位点指向低电位点，与外电路中的电流方向一致。例如电灯泡电压是220V，也就是说电源加在灯丝两端的电压（有效值）是220V。电压用符号U表示，基本单位是“伏”，即V，常用单位还有kV、mV、μV等。

4.（电源）电动势

前面已经知道，电源是将非电能转换成电能的装置，而衡量电源能量转换本领大小的物理量称为电源的电动势。电动势是指电源力将单位正电荷从电源的负极推向正极所做的功。电动势用符号E表示，单位也为V。

5.电阻

通常将具有良好导电性能的物体称为导体，将导电性能差的物体称为绝缘体，导体对电流的阻碍作用叫作电阻，它是反映导体对电流起阻碍作用大小的物理量。不同的材料对电流的阻碍作用大小不同，通常把截面积1mm2、长度1m的某种导体的电阻值叫电阻率；电阻率越小，这种材料对电流的阻碍作用就越小，各种金属导体中，银的电阻率最小，其次是铜，所以银是导电性能最好的金属，但银是贵重金属，价格较贵，因此工业上常用铜来做导线；导体的电阻除了跟导体的材料有关以外，还跟导体的横截面的大小和长度有关，横截面积越大，电阻越小，导体越长，电阻越大。导体电阻的计算公式为

R＝ρL/S

式中　ρ——电阻率；

S——横截面积；

L——长度；

R——电阻。

电阻的符号为R，单位是“欧”，用字母Ω表示，常用单位还有kΩ、MΩ等。换算的等式为

1kΩ＝1000Ω

1MΩ＝1000000Ω＝106Ω

在国际单位制中，当电路两端的电压为1V，通过的电流为1A时，则该段电路的电阻为1Ω。