电路中主要物理量.ppt

注：线性电阻R是一个与电压和电流无关的常数。 令 G ? 1/R 则欧姆定律又可表示为： 电阻R 的单位：? (欧) (Ohm，欧姆) 电导G 的单位： S (西) (Siemens，西门子) (1-5) 式(1-5)中G称为电阻元件的电导。R和G都是电阻元件的参数。 i? G u u=R i 欧姆定律： ? 电阻上的电压和电流的参考方向相反，即为非关联参考方向时，欧姆定律写为时： u ? – Ri 注： 公式必须和参考方向配套使用！ R i u + i ? – Gu 或 （3）伏安特性曲线: R ? tan ? ? u i O R i u + – 二、电阻元件的开路与短路 对于一电阻R： 当R=0，视其为短路。 当R=?，视其为开路。 注： 理想导线的电阻值为零。 i为有限值时，u=0。 u为有限值时，i=0。 三、电阻元件的功率和能量 结论：上述结果说明电阻元件在任何时刻总是消耗功率的。 p吸 ? – ui? –(–Ri)i? i 2 R ? – u(–u/ R) ? u2/ R=u2G p吸 ? ui? i 2R ?u2 / R=u2G 1.功率： （1）电阻上的电压与电流取关联参考方向时： （2）电阻上的电压与电流取非关联参考方向时： * 电路中主要物理量 理想电路元件： 根据电路元件所具备的电磁性质来设想的具有某种单一电磁性质的元件，其u，i关系可用数学式子严格表示。 几种基本的理想电路元件： 电阻元件：表示消耗电能的元件。 电感元件：表示各种电感线圈产生磁场，储存磁场能的元件。 电容元件：表示各种电容器产生电场，储存电场能的元件。 电源元件：表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件。 电阻元件：表示消耗电能的元件。 电感元件：表示各种电感线圈产生磁场，储存磁场能的元件。 电容元件：表示各种电容器产生电场，储存电场能的元件。 电源元件：表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件。 R uS + _ u + _ 电路中的主要物理量 描述电路工作情况的物理量主要有电流、电压、电荷、磁通、磁通链及电功率和电能量，称为电路的基本变量。通常分别用I、U、Q、Φ、Ψ、P和W表示。 1.电流(current)：带电质点的运动形成电流。 电流大小用电流强度表示：单位时间内通过导体截面的电量。 单位：A (安) (Ampere，安培) 2.电压(voltage)：电场中某两点A、B间的电压(降)UAB 等于将点电荷q从A点移至B点电场力所做的功WAB与该点电荷q的比值，即 单位：V (伏) (Volt，伏特) 当把点电荷q由B移至A时，此时可等效视为电场力做了负功–WAB，则B到A的电压为 或： 3.电位：电路中为分析的方便，常在电路中选某一点为参考点，把任一点到参考点的电压称为该点的电位。 *参考点的电位一般选为零，所以，参考点也称为零电位点。 电位用?表示，单位与电压相同，也是V(伏)。 例a b c d 设c点为电位参考点，即： ?c=0 ?a=Uac ?b=Ubc ?d=Udc 则各点电位： ?a-?c= Uac ?b-?c= Ubc ?d-?c= Udc 两点间电压与电位的关系： 电路中任意两点间的电压等于该两点间的电位之差。 a b c d 仍设c点为电位参考点，即：?c=0 V ?a = ?d = Uad= 如前例： “电位”是任一点到参考点之间的电压，对象为“一点”； “电压”是两点之间的电位差，对象是“两点”。 Uac Udc ?a–?d 例1 . a b c 1.5 V 1.5 V 已知 Uab=1.5 V，Ubc=1.5 V。求 ?a；?b；?c；Uac (1) 以a点为参考点，?a=0V Uab= ?a–?b Ubc= ?b–?c Uac= ?a–?c = 0 –(–3)=3 V ?b = ?a –Uab= –1.5 V ?c = ?b –Ubc= –1.5–1.5= –3 V 结论：电位参考点可任意选择；不同电位参考，各点电位不同，但任意两点间电压保持不变。 (2) 以b点为参考点，?b=0V Uab= ?a–?b Ubc= ?b–?c Uac= ?a–?c = 1.5 –(–1.5) = 3 V a b c 1.5 V 1.5 V ?a = ?b +Uab= 1.5 V ?c = ?b –Ubc= –1.5 V 4.电动势：局外力克服电场力把单位正电荷从负极经电源内部移到正极所作的功称为电源的电动势。 e 的单位与电压相同，也是 V (伏)。 根据能量守恒：UAB = eBA。 电压表示电位降，电动势表示电位升，即从A到B的电压，数值上等于从B到A的电动势。