1.2.1电路中的基本物理量(精).ppt

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1.2.1电路中的基本物理量(精).ppt

直流电路及其应用——电路的基本物理量 一、电路的基本物理量 1、电流 电路中带电粒子有规则地定向移动形成电流。 电解液中的正、负离子(正、负电荷) 带电粒子 金属导体中的自由电子(负电荷) { 规定正电荷移动的方向为电流的实际方向。   电流的参考方向(正方向)在进行电路分析时,预先假定的一个电流方向。   电流的实际方向与参考方向一致时电流值为正;反之为负。   电路图中标注的电流方向通常都是参考方向,参考方向可以任意规定。 R I 0 I 0 R   交流电的实际方向随时间而变,必须规定电流的参考方向。   电流一词既阐述一种物理现象,又表示带电粒子定向运动强弱的物理量。 电流的强弱(或大小): t :为时间,单位是秒(s); Q : t 时间内通过导线的电荷量 ,单位是库(C); I :电流 电流的单位是安(A);毫安(mA)、微安(?A) 1 A = 103 mA = 106 ?A 实际方向和参考方向的关系为: 电流实际方向和参考方向相同,电流为正值,反之取负值。如图所示。 I 参考方向 实际方向 (a) I0 实际方向 参考方向 (b) I0 I  电流的实际方向与参考方向   电流对负载有各种不同的作用和效应,热和磁效应总是伴随电流一起发生。 电流的作用和效果 电流的作用效果 2.电压与电动势 电压: 维持电路中的电流,必须在它的两端保持电压;   电源在电路中能产生和保持电压; 电源内部的非静电力分离电荷,把其他形式能量转换成电能。 两种不同极性的电荷分离,电荷之间便产生了电压。 电压为零 + + + 低电压 + + + 高电压 + + +   要把电荷分离,必须对电荷做功,而做功是由电源完成 的。发电机、电池就是电源。 电压 电场力把单位正电荷从电场中的a 点移动到b 点所作的功称为a、b 两点之间的电压。 实际正方向 假设正方向(参考方向) 电压的方向 实际正方向:高电位指向低电位的方向 假定正方向:任意选取的方向 实际方向和参考方向的关系为: 当电压实际方向与参考方向一致时,电压为正,反之,电压为负。如图所示。 - 参考方向 U 实际方向 + (A) U0 参考方向 U 实际方向 + - (B) U0 电压的实际方向与参考方向 u a b Uab + 正负号 双下标 箭 头 u a b 电压的表示方法 -   电动势的方向:规定从电源负极指向电源正极即非静电力移动正电荷方向。   当外电路闭合时,外电路中形成电场,在电场力的作用下,电荷经外电路移动形成电流 I。 R + - E I + - U + 静电力移动电荷做功,其大小用电压 U 表示 W:静电力移动电荷做的功;Q: 被移动电荷的电量;U:电压   电压的方向规定为由正极(高电位端)指向负极(低电位端),单位为伏(V)。   与电流情况类似,电压和电动势未知方向时也可假设参考方向,结合计算结果的正、负来决定其实际方向。在电路分析时,经常采用关联参考方向。也就是说只需假定电流的参考方向,电压的极性按照电流流进为正,流出为负,这样可以简化电路的计算。 3. 电位   电路中每一点都有一定的电位。在外电路,电位差形成电流;电流从高电位点流向低电位点。 * 电位用字母 V 表示; ** 不同点电位用字母 V 加 下标表示; *** 衡量电位高低必须有一个计算电位的起点,称零电位点,该点电位为 0 V。 + - R E I + - U a b c d 电位的计算   先选定零电位点,(一般用符号“?”表示),电路中任何一点与零电位点之间的电压,就是该点的电位。 + - R2 E I + - U a b c d ? R1 [例] 图示电路,E = 10 V, R1 = R2 = 2 ? ,求各点电位。   [解] 该电路 c 点是零电位点 I = 2.5 A,Va= Uac = 10 V,Vb = Ubc = 5 V,Vc = Vd= 0 V 电压等于电位差 例如,Uab = Va - Vb = 5 V 4. 电能   电场力做的功就是电路所消耗的电能,由电压公式 U = W/Q 知,电能 W = QU,由于 Q = It,所以 W = QU = UIt 国际单位制下,电能的单位是焦耳(J),也用千瓦时(kW ? h, 俗称度)表示。 1 kW ? h = 1 000 W ? 3 600 s      = 3.6 ? 106 J   电能可直接用电能表(电度表)测出。 ? kW·h kW·h 0 0 3 1 6 220 V 5 A 50 Hz 2 500 r

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