大学物理电学第一章.ppt

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大学物理电学第一章

例1.10 电路如图1.30所示,已知电阻R1 = 3Ω,R2 = 2Ω,R3 = 6Ω,电压源Us1 =15 V,Us2 = 3 V,Us3 = 6 V,求各支路电流及各元件上的功率。 解: 选定各支路电流I1、I2、I3的参考方向及回路绕行方向如图所示。 据KCL可得 结点a I1 - I2 + I3 = 0 (1) 据KVL可得 左网孔 R1I1 + R2 I2 + Us2 - Us1 = 0 (2) 右网孔 -R3 I3 + Us3 - Us2 - R2 I2 = 0 (3) 将方程(1)(2)(3)联立,解得 I1 = 2.5 A, I2 = 2.25 A, I3 = - 0.25 A 各元件功率 PUs1 = -Us1I1 = -15×2.5 = -37.5 W (发出功率37.5 W) PUs2 = Us2I2 = 3×2.25 = 6.75 W (吸收功率6.75 W) PUs3 = - Us3I3 = - 6×(- 0.25 )= 1.5 W (吸收功率1.5 W) PR1 = I12R1 = 2.52×3 = 18.75 W (吸收功率18.75 W) PR2 = I22R2 = 2.252×2 =10.125 W (吸收功率10.125 W) PR3 = I32R3 = (-0.25)2×6 =0.375 W (吸收功率0.375 W) 由计算结果可以看出,电路发出的功率与消耗的功率相等,即满足功率平衡。 1.7 电路中电位的概念及计算 电位:电路中某点至参考点的电压,记为“VX” 。 通常设参考点的电位为零。 1. 电位的概念 电位的计算步骤: (1) 任选电路中某一点为参考点,设其电位为零; (2) 标出各电流参考方向并计算; (3) 计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。 某点电位为正,说明该点电位比参考点高; 某点电位为负,说明该点电位比参考点低。 2. 举例 求图示电路中各点的电位:Va、Vb、Vc、Vd 。 解: 设 a为参考点, 即Va=0V Vb=Uba= –10×6= ?60V Vc=Uca = 4×20 = 80 V Vd =Uda= 6×5 = 30 V  设 b为参考点,即Vb=0V Va = Uab=10×6 = 60 V Vc = Ucb = E1 = 140 V Vd = Udb =E2 = 90 V  b a c 20? 4A 6? 10A E2 90V ? ?? E1 140V 5? 6A ? ?? d Uab = 10×6 = 60 V Ucb = E1 = 140 V Udb = E2 = 90 V  Uab = 10×6 = 60 V Ucb = E1 = 140 V Udb = E2 = 90 V  结论: (1)电位值是相对的,参考点选取的不同,电路中 各点的电位也将随之改变; (2) 电路中两点间的电压值是固定的,不会因参考 点的不同而变, 即与零电位参考点的选取无关。 借助电位的概念可以简化电路作图 b c a 20? 4A 6? 10A E2 90V ? ?? E1 140V 5? 6A ? ?? d +90V 20? 5? +140V 6? c d 2k? A + I1 2k? I2 – 6V (b) 例1: 图示电路,计算开关S 断开和闭合时A点 的电位VA 解: (1)当开关S断开时 (2) 当开关闭合时,电路 如图(b) 电流 I2 = 0, 电位 VA = 0V 。 电流 I1 = I2 = 0, 电位 VA = 6V 。 2k? +6V A 2k? S I2 I1 (a) 电流在闭合 路径中流通 例2: 电路如下图所示,(1) 零电位参考点在哪里?画电路图表示出来。(2) 当电位器RP的滑动触点向下滑动时,A、B两点的电位增高了还是降低了? I 解:(1)电路如左图,零电位参考点为+12V电源的“–”端与–12V电源的“+”端的联接处。 当电位器RP的滑动触点向下滑动时,回路中的电流 I 减小,所以A电位增高、B点电位降低。 (2) VA = – IR1 +12 VB = IR2 – 12 A +12V –12V B RP R1 R2 12V ? ?– 12V ? ?– B A RP R2 R1 下一页 章目录 返回 上一页 退出

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