电路图基础知识入门详解

电在日常生活、生产、科学研究等工作中得到了广泛应用，随处可见各种各样的电路，这些电路的特性和作用各不相同。下面简单介绍下一些基础电路知识。

下面是一些常见的电器图的图形符号：

电路的基本物理量：

电路的特性是由电流、电压和电功率等物理量来描述的，电路分析的基本任务就是计算电路中的电流、电压和电功率。

电流和电流的参考方向：

带电粒子定向移动形成电流。电子和负离子带负电，正离子带正电荷。电荷用符号q或Q表示。而量值和方向均不随时间变化的电流就称为恒定电流，我们习惯上把正电荷移动的方向就规定为电流方向。

电压和电压的参考方向：

电荷在电路中移动，就会有能量的交换发生。单位正电荷在电路中由一个点移动到另一个点所获得或失去的能量，就称为这两点的电压。同样，量值和方向均不随时间变化的电压，就称为恒定电压或直流电压，通常用U表示，而量值和方向随时间变化的电压，就称为时变电压了。我们习惯上认为电压的实际方向是从高电位指向低电位，高电位称为正极，低电位称为负极。

电功率：

如上图所示的两端网络的功率，当电压、电流采用关联参考方向时，两端网络吸收的功率为q=ui 。同电流、电压是代数量一样，功率p也是一个代数量，表明该时刻两端网络实际吸收的一个功率。

下面说一下电路中部分国际单位制的单位：

基尔霍夫定律：

基尔霍夫定律是任何集总参数电路都适用的基本定律，主要包括电流定律和电压定律。

基尔霍夫电流定律：通常简称为KCL，对于任何集总参数电路的任一结点，在任一时刻，流出该结点全部支路电流的代数和等于零，意味着由全部支路电流带入结点或封闭面内的总电荷为零，说明KCL是电荷守恒定律的体现。

基尔霍夫电压定律：简写为KVL，对任何集总参数电路的任一回路，在任一时刻，沿该回路全部支路电压的代数和等于零，这意味着单位正电荷沿任一闭合路径移动时能量不能改变，这表明KVL是能量守恒的体现。

电阻元件：

集总参数电路由电路元件连接而成。电路元件是为了建立实际电气器件的模型而提出的一种理想元件，它们都有精确的定义。按电路元件与外电路连接断电的数目，电路元件可分为二端元件、三端元件、四端元件等。

独立电压源和独立电流源：

电路中的耗能器件或装置有电流流动时，会不断消耗能量，电路中必须有提供能量的器件或装置，也就是所谓的电源。常用的直流电源有干电池、蓄电池、直流发电机、直流稳压电源等，交流电源也有电力系统提供的正弦交流电源、交流稳压电源和产生多种波形的各种信号发生器等。为了得到各种实际电源的电路模型，通常定义两种理想的电路元件就是独立电压源和独立电流源。

电工基础是每个电气(工)相从业人员必须掌握的重要技术基础课程，学懂、学会电工基础知识，可以为今后学习电工专业知识奠定基础。《电路的定义、组成、作用和分类知识全面介绍，干货满满，值得收藏》一文分享了电路的定义、电路的组成、电路的作用、电路的分类这些电路的最基本的概念。

本文继续分享电路一些相关的基本知识：电路的通路、开路、短路和电路串联、并联、混联电路，其中电路的通路、开路、短路是电路的三种不同工作状态，电路的串联、并联、混联是电路的三种基本连接方式。

一、电路的工作状态

电路的工作状态有通路、开路和短路3种。

1.通路状态

通路状态又叫称闭路状态，也称工作状态，是指电路开关是合上的、形成闭合回路，电路中有电流流过。如下图所示的电路中，当开关S闭合后，电源Us与负载R形成闭合回路，电源Us处于有载工作状态。

通路状态时，负载R处在工作、运行状态，电路这种状态也称为有载工作状态。

2.开路状态

开路状态也称断路状态，此时，电路是断开的，电源与负载没有接通，电路中没有电流流过。如下图所示的电路中，当开关S断开或电路中某处断开时，电路处于开路状态，电路中没有电流流过。

开路状态时，负载R处于停电状态或异常状态，此时，可能是正常开路，如检修或负载不用电，将开关打开;另一种可能是电路中发生意外，使电路中某处断开。

大多数情况下，电源开路是允许的，但也有些电路不允许开路。如测量大电流的电流互感器，它的副边线圈绝对不允许开路，否则将产生过电压，危及人身、设备的安全。

电源开路时的电路特征如下。

(1)电路中的电流I=0。

(2)电源两端的开路电压U=Us，负载两端的电压Ur=0。

(3)电源产生的功率与负载转换的功率均为零，即Ps=Pr=0 ，这种电路状态又称为电源的空载状态。

3.短路状态

短路状态是指电源未经负载而直接由导体构成闭合回路。如下图所示的电路中，电源Us在负载电阻R两端直接接通，此时，电源被短路，电源的两个极性端直接相连，引起电流走了捷径，而不是通过负载，走捷径的电流，是正常回路电流的n倍，甚至无穷大电源，有可能造成严重后果，如导致电源因大电流而发热损坏或引起电气设备的机械损伤等，因此，要绝对避免电源被短路。

短路状态为电路的故障状态。

短路状态有两种情况。一种是将电路的某一部分或某一元件的两端用导线连接，称为局部短路。有些局部短路是允许的，称为工作短路，常称为“短接”，如电焊机工作时焊条与工件的短接及电流表完成测量时的短接等。另一种短路是故障短路，如电源被短路或一部分负载被短路。最严重的情况是电源被短路，因为电源内阻很小，短路电流会很大，是正常工作电流的很多倍。

二、电路的连接方式

1、串联方式

如果电路中多个负载首尾通过导线相连时，那么我们称它们的连接状态是串联的，这种电路称为串联电路。

下图为串联电路，在这个串联电路中，2个负载(灯泡EL1、EL2)首尾相连，此时通过每个负载(灯泡EL1、EL2)的电流量是相同的，且串联电路中只有一个电流通路，当开关断开或电路的某一点出现问题时，整个电路将处于断路状态，因此当其中一盏灯损坏后，另一盏灯的电流通路也被切断，该灯也不能点亮。

在所有的串联电路中，通过电路中每个负载的电流大小是相同的，且串联电路中只有一个电流通路，当开关断开或电路的某一点出现问题时，整个电路将变成断路状态。

在串联电路中，流过每个负载的电流相同，各个负载分享电源电压，在下图所示的电路中，有3个功率(俗称瓦数)相同的负载(灯泡EL1、EL2、EL3)串联在一起，那么每个负载(灯泡EL1、EL2、EL3)将得到1/3的电源电压量。

每个串联的负载的电阻值大小不同时，每个负载可分到的电压量是不同的，各个每个负载可分到的电压量与其自身的电阻有关，即自身电阻较大的负载会得到较大的电压值。

2、并联方式

两个或两个以上负载的两端都与电源两极相连，我们称这种连接状态是并联的，该电路即为并联电路。

如下图示短路中，在并联状态下，每个负载的工作电压都相等、等于电源电压。不同支路中会有不同的电流通路，当某一支路某一点出现问题时，该支路将处于断路状态，照明灯会熄灭，但其他支路依然正常工作，不受影响。