第四章稳恒电流和电路.ppt

第四章 稳恒电流和电路 第四章 稳恒电流和电路 §4.1 稳恒电流 §4.2 直流电路 §4.3 欧姆定律和焦耳定律 §4.4 电源及其电动势 §4.5 简单电路 §4.6 复杂电路 问题：在闭合回路中，单靠静电力能不能维持稳恒电流？ 因为，如果闭合回路中的电流只由静电力维持，电势沿电流方向必然降低，当运动一周回到起点时，电势应该比出发时降低，这与一点只有一个电势矛盾。因此，电路中除了静电力，还有其它力---非静电力。 三、电阻的测量----直流电桥（惠斯登电桥） 平衡时： 平衡条件： 或 用电桥测电阻比用欧姆表精确的多： （1） 可选用很精确的电阻； （2）采用高灵敏度的检流计来测零。 选择适当的电阻作为 和 ，用一个可变电阻作为 ， 令被测电阻充当 。 §4.5 简单电路 四、电动势的测量----电位差计 1、原理 将开关K打到1上 将开关K打到2上 §4.5 简单电路 在如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑动触头在某一位置时，安培计（内阻可忽略）的读数为0.2A，伏特计（内阻无限大）的读数为1.8V。当滑动触头在另一位置时，安培计和伏特计的读数分别为0.4A 和1.6V，求电池的电动势和内阻。 求图中所示无限网络a、b 两端的电阻R,已知每个 电阻的阻值都是1欧姆。 b a 作业： 一、基本概念 电路难于化简的原因为： （1）多个电阻的联接并非总可以看作串、并联的组合。 （2）当两条并联的支路中有一条以上含有电源时， 就无法用电阻的并联公式化简为一条支路。 通常把不能用普通串并联方法化简的电路叫做复杂电路。 求解复杂电路的基本公式是基尔霍夫方程组。 基尔霍夫方程组包含两个方程组：基尔霍夫第一方程组； 基尔霍夫第二方程组。 §4.6 复杂电路 二、基尔霍夫方程组 1、第一方程组（KCL：描写节点电流关系） 内 容： 规 定：流出节点的电流前冠“+”号，流入节点的电流前冠“-”号。 （这里的所谓流入和流出都是对电流的正方向而言） 根据基尔霍夫第一定律列出的方程叫做基尔霍夫第一方程 （简称基氏第一方程或节点方程）。 给每个支路电流假设一个方向——电流的正方向 在电路的任一节点处 流入的电流强度之和等于流出节点的电流强度之和 --- 节点电流定律(基尔霍夫第一定律) ? I1 节点 I3 I2 §4.6 复杂电路 [注意事项] n个节点可列（n-1）个独立节点电流方程； (2) 定律公式中含双层正负号---形式上的“ ”，本身的正负； (3) 各支路电流正方向是人为选定的，一旦选定，中途不再随意改动。 是代数量。用它描写每条支路的电流。代数量的绝对值反映 电流的大小，代数量的符号（指该代数量本身为正或为负） 则反映电流的实际方向。 当电路共有n个节点时，只有n-1个节点方程是独立的， 它们构成一个方程组，叫做基氏第一方程组。 大于零，电流的实际方向与规定的正方向相同； 小于零，电流的实际方向与规定的正方向相反。 §4.6 复杂电路 2、第二方程组（KVL：描写回路电压关系；将稳恒电场的环 路定理及直流电路的欧姆定律用于回路的结果） 理论依据： 用于回路； 电位降落正负规定： 内 容： 即沿回路绕行一周，电位降落之代数和为零。 （沿回路绕行历经从低到高或从高到低电位的过程 统称为电位降落。） 基氏第二方程是关于回路的方程。 回路是指电路中由若干支路组成的一个闭合的部分。 任意选定一个绕行回路的方向（绕行方向） §4.6 复杂电路 为代数量。大于零，电流的实际方向与规定的正方向相同； 小于零，电流的实际方向与规定的正方向相反。 IR前的符号：绕行方向与电流正方向相同，其前冠以正号； 绕行方向与电流正方向相反，其前冠以负号。 前的符号：绕行方向从电源负极到正极，其前冠以负号； 绕行方向从电源正极到负极，其前冠以正号。 §4.6 复杂电路 * * 一、电流 定义：带点粒子的定向移动形成电流。 1、产生电流的条件: 2、电流方向 规定：正电荷流动的方向。 §4.1 稳恒电流 二、电流强度和电流密度矢量 1、电流强度 单位时间通过某一给定截面的电量为通过该面的电流强度。 [说明] (1)I为标量，单位为:安培（A）—SI制中基本单位之一。 (2) 仅粗略描述单位时间