大学物理电学第一章.ppt

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