电阻与温度的关系以及电路中的电流、电位和电流源

1.1 什么叫电路？一般由哪几部分组成？每部分的作用是什么？

答：由各种电气器件按一定方式连接的总体，并可提供电流流通的路径，称为电路或电网络。

电路由4个部分组成：（1）电源。其作用是提供电能。（2）负载。其作用是消耗电能、应用电能；实现电路的功能要求。（3）连接导线。其作用是连接电源和负载，形成回路，让电流流通。（4）控制器件。其作用是控制电路的状态，即接通或断开电流流通的通路。

1.2 什么叫电路模型？

答：把实际器件近似化、理想化，在一定条件下忽略其次要特性，归结为足以表征其主要特性的理想元件，称为电路模型。

1.3 电阻元件有什么特点？

答：①对电流有阻碍作用；②电流通过电阻元件要消耗电能，即电阻是耗能元件；③电流流过电阻后，电压必定降低。即电流流过电阻会产生电压降，在电阻两端有一定电压。

1.4 什么叫电阻的正温度系数和负温度系数？

答：材料的电阻通常随温度变化而变化。温度上升电阻增大，称为正温度系数，α为正值；温度上升电阻减小，称为负温度系数，α为负值。

1.5 什么叫线性电阻和非线性电阻？

答：元件两端电压与流过元件的电流呈线性关系，称为线性电阻，其伏安特性是一条直线，如普通电阻。

元件两端电压与流过元件的电流不呈线性关系，称为非线性电阻，其伏安特性是一条曲线，如半导体二极管。

1.6 电导与电阻有什么关系？电导的单位是什么？

答：电导是电阻的倒数，，单位西[门子]，用符号S表示，1S=1Ω^-1。

1.7 什么叫电流和电流强度？在电路中，电流通常指什么？

答：电荷的定向移动称为电流。

电流强度是指单位时间内通过导体横截面的电荷量。

在电路中，电流强度常被简称为电流。

1.8 叙述电流分类概况。

答：电流一般可分为两大类：直流和交流。

（1）直流电流。

凡是电流方向不随时间而变化的电流称为直流电流。电流值可以全为正值，也可以全为负值。在直流电流中又可分为两种：

1）稳恒直流。凡电流方向和大小均保持不变的电流，称为稳恒直流，如图1-7a所示。

2）脉动直流。电流方向不变，但大小变化的直流电流称为脉动直流，如图1-7b所示。脉动直流有周期性和非周期性之分。

（2）交流电流。

凡电流方向随时间而变化的电流称为交流电流。即电流值有正有负的是交流电流。交流电流一般又可分为两类：

1）正弦交流。按正弦规律变化的交流电流称为正弦交流，如图1-7c所示。

2）非正弦交流。不按正弦规律变化的交流电流称为非正弦交流电流，如图1-7d所示。

非正弦交流电流也有周期性和非周期性之分。

图1-7 电流波形分类

a）稳恒直流 b）脉动直流 c）正弦交流 d）非正弦交流

1.9 电流的实际方向、参考方向与电流值的正负有何关系？

答：电流参考方向确定后，若电流的实际方向与参考方向相同，则电流为正值；若电流的实际方向与参考方向相反，则电流为负值。

或者，已知电流的正负，就可根据电流正负确定电流的实际方向。若电流为正值，则电流的实际方向与参考方向一致；若电流为负值，则电流的实际方向与参考方向相反。

1.10 为什么说不规定电流参考方向而分析电流正负是没有意义的？

答：因电流的正负是由电流的实际方向与参考方向是否一致而定，不规定电流参考方向，就不能确定电流的实际方向与参考方向是否一致，也就不能确定电流的正负。因此，在这种情况下，电流的正负是没有意义的。

1.11 电压与电位有什么区别？

答：电位与电压是两个既有联系又有区别的概念。电位是对电路中某参考点而言，其值与参考点选取有关。电压则是对电路中某两个具体点而言，其值与参考点选取无关。

两点间的电压即两点间电位差：U_AB=U_A-U_B=φ_A-φ_B

若取电压的负极性端作为电位参考点，则电压即为电位。例如，若取B点作为电位参考点，则U_AB=U_A=φ_A。(www.xing528.com)

1.12 什么叫关联参考方向？

答：电流与电压的参考方向选为一致时，称为关联参考方向。

1.13 电功率数值正负的含义是什么？

答：p＞0时为吸收功率，p＜0时为发出功率。

1.14 为什么电阻元件的功率恒为正值？

答：电阻是耗能元件，总是吸收功率，因此其功率恒为正值。

实际计算电阻功率，有三个公式：。其中后面两个计算式，U²R和I²_R恒为正值，而电阻R又为正实常数，因此P_R恒为正值。在第一个计算式中，规定当U_R与I_R参考方向一致时，取正号，参考方向相反时，取负号。因此计算出来的电阻功率恒为正值。

1.15 什么叫功率平衡？

答：在一个完整电路中，任一瞬间，吸取电能的各元件功率总和等于发出电能的各元件功率总和，称为“功率平衡”。

1.16 电能与电功率有什么区别？

答：电能是一种能量，单位是焦[耳]；电功率是能量消耗或传递的速率，单位是瓦[特]。

1.17 理想电压源有什么特点？与实际电压源有什么区别？

答：理想电压源的特点是：①端电压为定值u_S，与外电路无关；②流过的电流取决于外电路。即电流可变，电压定值（或定规律）不变。

实际电压源由理想电压源与电阻串联组成。其区别在于理想电压源的端电压恒定不变，实际电压源的端电压随输出电流增大而下降。

1.18 定性画出实际电压源的伏安特性，并叙述内电阻对伏安特性的影响。

答：实际电压源的输出电压方程为U=U_S-IR_S，其伏安特性是一条斜率为-R_S，在纵轴上截距为U_S的直线，如图1-2d所示。内阻R_S越大，输出电压随输出电流增大而下降越大；R_S越小，越接近理想电压源特性；R_S=0时，即为理想电压源。

1.19 理想电流源有什么特点？与实际电流源有什么区别？

答：理想电流源的特点是：①输出电流为定值i_S，与外电路无关；②端电压取决于外电路。即电压可变，电流定值（或定规律）不变。

实际电流源由理想电流源与电阻并联组成。其区别在于理想电流源的输出电流恒定不变，实际电流源的输出的电流随端电压增大而下降。

1.20 定性画出实际电流源的伏安特性，并叙述内电阻对伏安特性的影响。

答：实际电流源的输出电流方程为I=I_S-U/R_S，其伏安特性是一条斜率为-1/R_S，在横轴上截距为I_S的直线，如图1-3d所示。R_S越小，输出电压U增大时，在R_S上的分流越大，输出电流越小；R_S越大，越接近理想电流源特性；R_S→∞时，即为理想电流源。

1.21 用欧姆定律计算电流电压时，正负号如何确定？

答：当u和i的参考方向相同时取正号；相反时取负号。

1.22 简述支路、节点、回路和网孔的含义？

答：支路：具有两个端钮，且通过同一电流的每个分支（至少包含一个元件）。

节点：三条或三条以上支路的连接点。

回路：电路中任一闭合路径。

网孔：内部不含有支路的回路。

1.23 叙述基尔霍夫电流定律，写出其数学表达式。

答：在任一时刻任一节点上，所有支路电流的代数和恒为零。即∑i=0，对直流：∑I=0。

1.24 KCL有哪两个推论？

答：推论1：任一时刻，穿过任一假设闭合面的电流代数和恒为零。

推论2：若两个电网络之间只有一根导线连接，则该连接导线中电流为0。

1.25 叙述基尔霍夫电压定律，写出其数学表达式。

答：在任一时刻沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零。即∑u=0，对直流：∑U=0或∑U_S=∑IR。

1.26 ∑U=0和∑U_S=∑IR中电压源U_S的正负号取法有何不同？

答：∑U=0：与绕行方向相同，取正号；与绕行方向相反，取负号。

∑U_S=∑IR：电压源电压正负号，与绕行方向相同，取负号；与绕行方向相反，取正号。

1.27 用KCL和KVL列出求解电路方程时，最多可列出几个独立方程？

答：对于具有m条支路、n个节点的电路，只能列出[m-（n-1）]个独立KVL方程。对于具有n个节点的电路，只能列出（n-1）个独立的节点电流方程。