电阻、欧姆定律 教案3.pptVIP

第1章 电路和电路元件 1-5、电阻、欧姆定律 1-6、电感 1-7、电容 * 电路和电路元件 §1-5、电阻、欧姆定律 电气设备和元件是多种多样的，它们都可以用电阻、电感、电容这三种电路参数来表示。电路参数就是表示电路或电路元件性质的物理量。电路参数与实际的电路元件是不同的。 举例 : 例如电阻器，其主要的电特性是电阻性，但电流流过电阻时，在它们周围存在磁场，还会形成电场，所以还应考虑电容和电感这两个参数。不过在一般条件下，只考虑电阻这一参数就可以了。 一、电阻： 1、电阻的概念： 电阻是电路中阻碍电流流动特性的参数。在一段电路中，其出线端的电压与通过该电路的电流之比，称为这段电路的电阻。 计算式：R=u/i。 其中R为该电路的电阻。金属导线的电阻： 2、电阻的分类： （1）、线性电阻：如果电阻值不随电压或电流的变化而变化，则这类电阻称为线性电阻。 （2）、非线性电阻：如果电阻值是随电压或电流的变化而改变的，则这样的电阻称为非线性电阻。 二、电阻元件的电压与电流关系： 电阻元件的伏安关系由欧姆定律来表明的。 欧姆定律指出：流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。即：u=iR。 由欧姆定律可知，当电流流过电阻时，就会在电流的方向上产生电压降，电压降的数值等于电流与电阻的乘积。上式只是在电压u与电流i的参考方向一致时才成立。若u与i的参考方向相反，则公式右边应冠以负号，即u=-iR。 当电流突然变化时，其电压也跟着突然变化，把电压或电流的数值不需要时间就可突然改变的现象称为“跃变”或“突变”。 三、电阻元件的功率和能量关系： 若某瞬间电阻两端的电压为u，通过它的电流为i，则此时电阻的功率为： p=ui=(Ri)i=i2R=u2/R。 该功率称为瞬时功率，其单位为瓦特。 在0到t时间内，电阻消耗的能量为： §1-6、电感 一、电感： 1、电感的概念： 一般电流流过输电线时，周围的磁场很弱，可以忽略。若电流流过线圈，则会产生较强的磁场，此时电能就转变成磁场能并储存在磁场中。联系电流i与磁链ψ的参数就是电感L。电感就是单位电流所产生的磁链。它表示电流通过电路元件时产生磁场的能力大小的参数，或者是表示电路储存磁场能量的特性的一个参数。 如图所示的线圈中，若匝数为N，通过的电流为i，则N匝线圈都与磁通φ相交链，其磁链ψ=Nφ。磁链与磁通的单位都是韦伯（Wb）。规定磁通的正方向为根据电流的正方向按右手螺旋定则定出的方向，则有：L=ψ/i。 电感的单位为亨利（H）。 2、电感的分类： （1）、线性电感：如果电感值不随电流或磁链的变化而改变，则这类电感称为线性电感。如常用的空心线圈就是线性电感。 （2）、非线性电感：如果电感值不是常数，而是随电流或磁链的变化而改变的，则这类电感称为非线性电感。常用的铁心线圈就属此类电感。 二、电感的电压与电流关系： 根据电磁感应定律可知：当与电感线圈相交链的磁链发生变化时，在电感线圈两端将产生感应电动势，感应电动势的大小与磁链的变化率成正比。在规定感应电动势的正方向与磁链的正方向符合右手螺旋定则的前提下有： e= - dψ/dt。 由于电压的正方向规定为电位降低的方向，而电动势的正方向规定为电位升高的方向，即u与e的方向相反，因此有： u= - e= dψ/dt=d(Li)/dt=Ldi/dt。 上式说明： （1）、在某一时刻，电感两端的电压决定于该时刻通过电感之电流的变化率，而与该时刻电流的数值无关。 （2）、电感是反抗电荷流动速度变化的元件，或者说，电感是阻碍电流变化的参数。电感中的电流是不能突变的，因为要导致电感的电流突变，就需要无穷大的电压，这实际上是不可能的。电感是一种动态元件。 如果已知电感两端的电压，要求它的电流，则： 上式表明，电感中的电流并不取决于电压的瞬时值，而是决定于电压“过去”数值，即决定于所研究的时刻以前所有时间内电压的积分值，即是说，某一时刻电感的电流是该时刻之前电压作用的总和。 因此电感有记忆作用，是一种记忆元件。 三、电感的功率和能量的关系： 1、电感的