1.2 直流电路及其基本定律
1.2.1 直流电路的结构特点
直流电路是指电流流向单一的电路，普遍的低电压电器都是利用直流电的，特别是电池供电的电器。很多电子信息产品中的电路都要求直流电源。
在直流电路中电源及负载的连接方式有多种多样，按其连接的方式的不同，通过负载的电压和电流的大小也不相同。
1.电池的串、并联
如图1-14（a）所示串联电池组，每个电池的电动势均为E、内阻均为r。如果有n个相同的电池相串联，那么整个串联电池组的电动势与等效内阻分别为：
E串=nE， r串=nr
串联电池组的电动势是单个电池电动势的n倍，额定电流相同。
如图1-14（b）所示并联电池组，每个电池的电动势均为E、内阻均为r。如果有n个相同的电池相并联，那么整个并联电池组的电动势与等效内阻分别为：
E并=E ， r并=r/n。
并联电池组的额定电流是单个电池额定电流的n倍，电动势相同。
图1-14 电池的串、并联
2.电路中电阻器串联和并联的结构特点
如图1-15所示为电阻器串联和并联的简单电路。设总电压为U、电流为I、总功率为P。
图1-15 电阻器的串并联
（1）在串联电路中有：
等效电阻：R=R1+R2+…Rn
分压关系：
功率分配：
特例：两只电阻器R1、R2串联时，如图1-16所示，等效电阻值R=R1+R2，则有分压公式
图1-16 两电阻器串联电路
（2）在并联电路中（电阻器R1与R2并联可以表示为R1//R2）有：
等效电导:
分流关系：R1I1=R2I2=…=RnIn=RI=U
功率分配：R1P1=R2P2=…=RnPn=RP=U2
特例：两只电阻器R1、R2并联时，如图1-17所示，等效电阻值
，则有分流公式
图1-17 两电阻器的并联电路
3.电路中电阻器混联的结构特点
在电阻电路中，既有电阻的串联关系又有电阻的并联关系，称为电阻器混联。对混联电路的分析和计算大体上可分为以下几个步骤。
（1）首先整理清楚电路中电阻串、并联关系，必要时重新画出串、并联关系明确的电路图。
（2）利用串、并联等效电阻公式计算出电路中总的等效电阻值。
（3）利用已知条件进行计算，确定电路的总电压与总电流。
（4）根据电阻器分压关系和分流关系，逐步推算出各支路的电流或电压。
图1-18所示电路为一简单的电阻器混联电路。
图1-18 电阻器的混联电路
这个电路中各电阻器的关系为：R2与R3并联后再与R1串联，则可知R2与R3两端的电压相等，可以将R2R3等效为电阻R0，且有：
则这个电路可以等效为电阻器R1与电阻器R0的串联电路，则R总=R1+R0。则电流满足的关系为：
I0=I2+I3且I总=I1=I0
即有：
知道I总的大小就可以求得电阻器R1两端电压的大小U1，进而等效电阻器R0的电压为：
U0=U-U1=4.8V
那么则有：
1.2.1 电能与电功率的基本概念
1.电能的基本概念
能量被定义为做功的能力。它以各种形式存在，包括电能、热能、光能、机械能、化学能以及声能等。电能是指电荷移动所承载的能量。
电能的转换是在电流做功的过程中进行的。因此，电流做功所消耗电能的多少可以用电功来量度。电功：
W=UIt
式中单位：U—V；I—A；t—h时，电功W为焦耳J。
日常生产和生活中，电能（或电功）也常用度作为单位：家庭用电表如图1-19所示，是计量一段时间内家庭内所有电器耗电（电功）的总和。1度=1kW·h=1kV·A·h
图1-19 家庭用电表
我们日常生活中使用的电能主要来自其他形式能量的转换，包括水能（水力发电）、热能（火力发电）、原子能（原子能发电）、风能（风力发电）、化学能（电池）及光能（光电池、太阳能电池等）等。电能也可转换成其他所需能量形式。它可以采用有线或无线的形式进行远距离的传输。
2.电功率的基本概念
功率是指做功的速率或者是利用能量的速率。电功率是指电流在单位时间内（秒）所做的功，以字母“P”表示，即：
P=Wt=UIt/t=UI
式中：U的单位为V，I的单位为A，P的单位为W（瓦特）。例如灯泡的功率表示为100W220V，即表示额定电压为交流220V，功率为100W。
电功率也常用千瓦（kW），毫瓦（mW）来表示，例如某电极的功率为2kW，表示其耗电功率为2千瓦。也有用马力（h）来表示的（非标准单位）。它们之间的关系是：
1kW=103W
1mW=10-3W
1h=0.735kW
1kW=1.36h
根据欧姆定律，电功率的表达式还可转化为：
P=I2R
P=U2R
由上式可看出：
（1）当流过负载电阻的电流一定时，电功率与电阻值成正比。
（2）当加在负载电阻两端的电压一定时，电功率与电阻值成反比。
大多数电力设备都标有电瓦数或者额定功率。如电烤箱上标有220V1200W字样，则1200W为其额定电功率。额定功率即是电器设备安全正常工作的最大功率。电器设备正常工作时的电压叫额定电压，例如AC220V，即交流220V供电的条件。在额定电压下的电功率叫做额定功率。实际加在电器设备两端的电压叫实际电压，在实际电压下的电功率叫实际功率。只有在实际电压恰好与额定电压相等时，实际功率才等于额定功率。
在一个电路中，额定功率大的设备实际消耗功率不一定大，应由设备两端实际电压和流过实际设备的实际电流决定。