第1章 电子产品维修知识基础

1.1 电流和电压

1.1.1 电路中的电流

在导体的两端加上电压，导体的电子就会在电场的作用下做定向运动，形成电子流，称之为“电流”。在分析和检测电路时，规定“正电荷的移动方向为电流的正方向”。但应指出金属导体中的电流实际上是“电子”的定向运动，因而规定的电流的方向与实际电子运动的方向相反。这里可以理解为，正电荷和负电荷的运动方向是相对的。犹如火车和铁道之间的关系，如坐在火车上看铁道，好像铁道是向相反的方向运动的。其电流的形成如图1-1所示。

电流的大小用电流强度来表示，它定义为单位时间内通过导体截面积的电荷量。电流强度用字母“I”（或小写i）来表示。若在t秒内通过导体截面积的电荷量是Q库仑，则电流强度可用下式表示

如果在1s内通过导体截面积的电荷量是1C，那么导体中的电流强度为1A。电流强度的单位为“安培”，简称“安”，以字母“A”表示。根据不同的需要，还可以用“千安”（kA）、“毫安”（mA）和“微安”（μA）来表示。它们之间的关系

1kA=1000A

1mA=103A

1μA=106A

为了方便，常常将电流强度简称为“电流”，可见电流不仅表示一种物理现象，而且也代表一个物理量。

电流有直流和交流之分，如图1-2所示。直流电流是指大小和方向都不随时间变化的电流，简称直流，用符号“DC”表示，如图1-2（a）所示。大小和方向均随时间变化的电流称为交变电流，简称交流，用符号“AC”表示，如图1-2（b）和图1-2（c）所示。其中图1-2（b）所示是正弦交变电流，简称正弦交流电。它是一种按正弦规律变化的交流电，也是通常用得最多的交流电。

1.2.2 电路中的电压

电压是表征信号能量的三个基本参数之一。在电子电路中，电路的工作状态如谐振、平衡、截止、饱和及工作点的动态范围，通常都以电压的形式表现出来。图1-3所示是由电源、电气元件和开关组成的电路，图中的a和b表示电池的正、负极。正极带正电荷，负极带负电荷。根据物理学的知识，在电池的a、b之间要产生电场，如果用导体将电池的正极和负极连接起来，则在电场的作用下，正电荷就要从正极经连接导体流向负极，这说明电场对电荷做了功。为了衡量电场力对电荷做功的能力，便引入“电压”这一物理量，用符号“U”（或小写u）表示，它在数值上等于电场力把单位正电荷从a点移动到b点所做的功。用W表示电场所做的功，q表示电荷量，则

Uab=W/q

通常两点间的电压也称为两点间的电位差，即

Uab=Ua−Ub

上式中的Ua表示a点的电位，Ub表示b点的电位。电位可认为是某点与零电位点之间的电位差。在上图中，以b点为基准零电位，则a点相对于b点的电位为1.5V，即电池的输出电压。

从图1-3所示电路中可以看出，正电荷在电场的作用下从高电位向低电位流动。这样随着电池的消耗（电池内阻会增加），电能下降，正极a因此而使电位逐渐降低。其结果使a和b两电极的电位差逐渐减小，则电路中供给灯泡的电流也相应减小。

为了维持电流不断地在灯泡中流通，并保持恒定，也就是要使负极b上所增加的正电荷能回到正极a。但由于电场力的作用，负极b上的正电荷不能逆电场而上，因此必须要有另一种力能克服电场力而使负极b上的正电荷流向正极a，这就是电源力。充电电池就是根据这个原理开发的。电源力对电荷做功的能力通常用电动势Eba来衡量，它在数值上等于电源力把单位正电荷从电源的低电位端（负极）b经电源内部移到高电位端（正极）a所做的功，即

Eab=W/Q

电压和电动势都有方向（但不是矢量），电压方向规定为由高电位端指向低电位端，即电位降低的方向；而电动势的方向规定为在电源内部由低电位端指向高电位端，即电位升高的方向，如图1-4所示。在外电路中电流的方向是从正极流向负极的。

电压和电动势的单位都是伏特（V），简称伏。