电子方面的电位.pptVIP

1.6 电路中的电位及其计算方法 * 1.4 额定值与实际值 额定值:电气设备长期、安全工作条件下的最高限值称为额定值。 UN 、IN 、PN 使用时，电压、电流、功率的实际值不一定等于额定值。 I IN 过载 I IN 轻载 I = IN 额定工作状态 电器使用时的实际值不等于额定值的原因： a.电器受外界影响——如电压波动。 b.负载变化时，电流、功率通常不一定处于 额定工作状态。 一. 电源有载工作 电路特征： I = E/(R0+R) U = IR = E – IR0 P = PE - △P 将上式乘以I，得 （注意：电源输出的功率和电流由负载决定。） 上式表明：当R变化时，电源端电压变化不大，则此电源带负载的能力强。 当RR0时 U≈E 1、电压和电流 + _ I R Uab E S R0 a b 2. 功率与功率平衡 电源的发出功率=负载的取用功率+电源内阻上的消耗功率 P----电源输出的功率 PE ----电源产生的功率 ?P----电源内阻上消耗的功率 I U E + _ R a b S R0 功率平衡方程式： 开关S断开时，外电路的电阻无穷大, 电流为零，电源的端电压U0等于电源电动势E。 二、开路（断路或空载） 电路特征： I = 0 U = 0 U0 = E PE = P = 0 I=0 + _ R U E a b S U0 R0 （其中：PE = EI、P = UI） 三. 短路 U=0 I=0 短路电流 P=0 电路特征： + - E + - 0 R U Is I=0 + _ R U E a b S R0 当R0 0时，Is ∞ （烧毁电源）。 注意：电压源不允许短路！ IS 1.5、负载获得最大功率的条件 一个实际电源产生的功率通常分为两部分，一部分消耗在电源及线路的内阻上，另一部分输出给负载。 如何使负载上获得最大功率呢？ RL S US I R0 ＋ － 用左图所示的闭合电路来分析。 电工技术中一般考虑的是如何提高电源的利用率问题，而电子技术中则希望负载上得到的功率越大越好。 电路中通过的电流为： 负载上获得的功率为： 由此式能看出负载上获得最大功率的条件吗？ *R0=RL 把上式加以整理可得： 电源内阻与负载电阻相等称为阻抗匹配。晶体管收音机的输出变压器就是利用这一原理使喇叭上获得最大功率的。 RL S US I R0 ＋ － 负载上的最大功率为： Va = +5V a 点电位： a b 1? 5A a b 1? 5A 例 例 1、电位的概念 电位实际上就是电路中某点到参考点的电压，电压常用双下标，而电位则用单下标，电位的单位也是伏特[V]。 电位具有相对性，规定参考点的电位为零电位。因此，相对于参考点较高的电位呈正电位，较参考点低的电位呈负电位。 Vb = - 5V b点电位： ＋ － 12V 例 求开关S打开和闭合时a点的电位值。 －12V 6KΩ 4KΩ 20KΩ ＋12V S 解 画出S打开时的等效电路： b a S b a d c 6KΩ 4KΩ c 20KΩ ＋ － 12V 显然，开关S打开时相当于一个闭合的全电路，a点电位为： S闭合时的等效电路： 6KΩ 4KΩ 20KΩ ＋ － 12V ＋ － 12V b a c S闭合时，a点电位只与右回路有关，其值为： d d 2、电位的计算 例 电路如下图所示，分别以A、B为参考点计算C和D点的电位及UCD。 10 V 2 ? + – 5 V + – 3 ? B C D I A 解 以A点为参考电位时 I = 10 + 5 3 + 2 = 3 A VC = 3 ? 3 = 9 V VD= ?3 ? 2= – 6 V UCD = VC ?VD = 15 V 以B点为参考电位时 VD = – 5 V VC = 10 V UCD = VC – VD= 15 V * 电路中某一点的电位等于该点到参考点的电压； **电路中各点的电位随参考点选的不同而改变，但是任意两点间的电压不变。