第8章 电流2幻灯片.pptVIP

* 据英国《新科学家》杂志报道，在刚刚过去的2008年，科学家们拍摄或者绘制了许多精彩绚丽的科技图片，这其中包括模拟电流运动、美丽的甲壳虫以及显微镜下的小鸟胚胎照片等 . 第八章 直 流 电 第一节 稳恒电流的性质 一、电流强度和电流密度 1.形成电流的条件：自由移动的电荷;存在电场。 2.电流强度：单位时间内，通过任一横截面积S的电荷量。 3.电流密度矢量： 方向:电流方向 假设导体存在一种正电荷载流子，以n表示单位体积内载流子的数目，Z表示载流子价数，e 表示基本电量，v表示载流子在电场作用下的平均漂移速度，则在△t 时间内通过△S的电荷量为 n dS v 例题8-1 一直径为1mm的银导线在一小时15分通过90C的电荷，已知每立方米的银含有5.8x1028个自由电子，求（1）导线上的电流密度？（2）导线中自由电子的漂移速度？ 解： 二、欧姆定律的微分形式 欧姆定律： 欧姆定律微分形式： 电阻： 第二节 基尔霍夫定律 一、电源电动势(Electromotive force) 电源是一种把其它形式的能量转为电能的装置。 即在电源内部，非静电力把单位正电荷从负极移到正极所做的功称为电源的电动势 + - 电动势的方向:负极经电源内指向正极。 电源电动势是表征该电源将其它形式的能变为电能的本领大小的物理量。 1.电源开路时，两极间恒定电势差U. 2.与外电路连通时 + - R R内 + - 由此式可见，电源电动势用非静电力，将正电荷通过电源内部从负极移到正极而提升的电势，恰好抵消该正电荷在外电路上，通过内、外电阻从正极到负极的降落的电势。 如果内阻为R内，外部电路电阻为R，回路中无其他换能装置，则单位时间内在内、外电阻放出的焦耳热之和等于电源作功，即 R R内 + - 如果通过电源的电流为I，则单位时间电源非静电力作功为： 3.绕闭合回路一周时，电势降落（减少）的代数和等于零。 计算电路时首先要： 设定电路中电流方向 设定电势的降落方向 直流电路的特点 1.电路中，任一定点的电势具有唯一的值。 2.两个定点之间的电势降落(减少)等于该两点之间各分段电路的电势降落减少的代数和。 二、一段含源电路欧姆定律 小结：遇见电阻时，电流方向与设定的电势降落方向一致时，电势降落为IR；反之为–IR 2）电源 A-B电势降落即减少： A B R 1）电阻 A-B电势降落即减少： A-B电势提升即增加： “减少”或“增加” 的概念：是具有方向性的言辞，如A 到B的“减少”其含有方向性；数学表达公式是A-B。 A B A B I I A D B C C A B D 例题：求A到D的电势减少或叫电势降落？ 不同的语言表达对应不同公式形式 公式的语言表述：UAD（A到D电势降落）等于各电阻的电势降落代数之和，加上各电源电动势的电势降落代数之和。也即所有电势降落的代数和。 公式的语言表述：UAD（A到D电势降落）等于各电阻的电势降落代数之和，减去各电源电动势的电势提升代数之和。 例题8-2在图8-3所示的电路中， 求1）电路中的电流强度？2） a、b两点的电势差 a b 解: 三、 基尔霍夫定律及其应用 复杂电路 节点：三条或三条以上的支路的会合点 回路：由几条支路闭合成的 1.基尔霍夫第一定律 规定：流入节点电流为正，流出节点电流为负 结合具体电路再详细说明节点、回路的概念 又称节点方程 2.基尔霍夫第二定律 3.基尔霍夫定律的应用 电路网络有n个节点和P条支路，则有n-1个独立的节点方程； P-（n-1）个独立的回路方程。 (1)各电阻的电势降落代数和，加上各电源电动势的电势降落代数和。 (2)各电阻的电势降落代数和，减去各电源电动势的电势提升代数和。 例题8-3 如图8-4所示。已知 求：各支路的电流？ A节点电流方程 回路1： 回路2： 解方程组 A B 解： 例题：惠斯登电桥电路如图所示，电源电动势为?，电源内阻不计， G b a c d ? R1 R3 R2 R4 解: (1) 列节点方程 abda bcdb abcea 求：（1）通过检流计的电流强度？（2）电桥的平衡条件？