《大学物理》课件-第10章 直流电.ppt

第 十 章 直 流 电 贵阳人文科技学院《大学物理》 学习本章后，你应： 1．理解电流密度，欧姆定律的微分形式。 2．掌握基尔霍夫第一、第二定律，电容器的充、放电特性。 3．了解动作电位。 本章将从电流密度这个基本概念出发，讨论欧姆定律的微分形式以及电流在复杂电路中的流动规律，并分析电容器的充电和放电过程，最后介绍静息电位、动作电位。 第一节 电流和电流密度 第一节 电流和电流密度 一、电流 电流定义 —— 在电场力作用下，电荷的定向移动称为电流。 电流不仅可以传输能量，还可以传递信息。 公式： 单位： 二、电流密度 1、电流密度 —— 垂直通过单位截面积的电流强度。 2、公式： 推导： 设电子数 密度为ne， 注意区分： ∴ 对所有离子而言： 二、欧姆定律的微分形式： 1、宏观欧姆定律： 2、电导： 单位：（mho） 3、微观欧姆定律： 三、电介质的导电性： 正负离子分别沿电场和逆电场方向移动，分别为 v+和 v-，离子受两个力。 静电力： 阻力： 对正离子有：f 阻力与 Fe 反向， 当迁移速度很大时，两力相平衡，即合外力为零。 对负离子有： 两者合起来， 将前两式代入，有： 即 第二节 电路计算 第二节 电路计算 第二节 电路计算 一、基尔霍夫定律： 1、节点定律：—— 流入节点的电流等于流出该节点的电流。 电流守恒 注意： ①当算得结果为负时，说明图中所设电流方向与实际相反。 ②独立方程数有 个（有 个节点）。 ③列方程时，该方程中应有一个新电流。 2、回路定律：—— 沿任意闭路的电势变化为零。 注意选取独立回路的规则： ① 在新选定的回路中，至少应该包含有一条支路是从未选过的新支路。 ② 基尔霍夫第二定律能提供的独立回路方程数 l 等于电路支路数 m 与独立节点数 ( n – 1 )的差，即： l = m - ( n – 1 )。 也就是说 n 个节点可建立( n – 1 )个独立电流方程，其余的独立方程则由基尔霍夫第二定律给出。 走行方向 例题： 符号： ① 流入节点的电流方向为正。 ② 电动势与回路方向一致者为正。 ③ I 与回路方向一致者为正。 二、一段含源欧姆定律： 三、举例： 小结： ①设所有支路的电流方向， ②选取回路走行方向， ③凡ε和（IR）的方向与回路走行方向一致者为正。 ④列出方程组（注意独立方程数）。 ⑤ 当算得电流结果为负时，说明图中所设电流方向与实际相反，只需说明一下。 第三节 RC 电路 第三节 R C 电 路 第三节 RC电路 一、充电过程和放电过程： 1、充电：K → 1，充电电流 i 2、放电：K → 2，放电电流 i 1、充电过程： 1、充电过程：