第一章　电路基础知识

一、电的基本概念

电，在日常生活中能被用来做各种各样的事情。但是，要确切地说明它究竟是一种什么东西，是比较困难的。

在讨论电的时候，我们常将电和一个闭合系统中的水来进行对比，以解释它的作用。为此，以图1-1所示的闭合供水系统，来讨论它与电系统的相似之处。图中的水泵相当于供电系统中的发电机，水泵可驱使闭合系统中的水在管中流动(阀门打开时)，而发电机则驱使电流过一条完整的电路。

图1-1　闭合供水系统示意图

输电线好比水管的中空部分，其绝缘体则相当于水管的管壁部分。电路中的开关正如水管管路中的阀门，水管对水流的阻力就相当于导线中的电阻。当水管越细时其阻力越大，通过管中的水量则越少。同理，导线越细，则导电的能力变差其电阻也越大，通过线路中的电流就越小。

至于电位、电压它与闭合供水系统中的水位、水压也有相似之处。从图1-1可以看出，当水泵不停地将2水池中的水抽往1水池时，在阀门打开的情况下，水管中必定有水流流动，而且是从1水池流往2水池的。为什么会出现这种情况呢，因为在水管的两端(两个水池之间)存在着压力差。俗话说，水往低处流，就是这个道理。图1-1中，1水池处于高水位，2水池处于低水位。高水位与低水位之差即为两水池间的水位差——水压。即使水管管路中的阀门关着，两水池间的水位差——水压，依然是存在的。

电在一个完整电路中的情况如图1-2所示，电源的正极相当于闭合供水系统中的1水池(处于高电位——正电位)，电源的负极则相当于2水池(处于低电位——负电位)。

图1-2　简单的完整电路

电源正负两极之间的电位之差即为电压，它相当于图1-1中的水压。而导线恰似水管，开关SA好比管路中的阀门，只要将SA合上，电流就会从电源的正极出发，经负载后又回到电源的负极。同样地，当SA断开时，电源正、负两极之间照样存在着电位差——电压。

水压的方向是从高水位指向低水位的；而电系统中电压的方向也是从高电位指向低电位的。电位的高低是以大地(地球)的电位为基准，我们规定大地的电位为零，以高于大地的电位为正电位，低于大地的电位为负电位。一个物体所带的正电荷越多，它的电位就越高；所带的负电荷越多时，则电位就越低。

电位的单位是伏特，符号为“V”，电压的单位同样是伏特。但是，电位表示的是电场内某一点所具备有的位能(也称电位能或势能)，而电压所代表的则是电场内某两点之间电位能的差值。