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1、1 恒定电流恒定电流 1.电流: 1)定义:电荷的定向运动。 2)形成条件: a)导体中有能自由移动的电荷 导体提供大量的自由电荷。 金属导体中的自由电荷是自由电子, 电解液中的自 由电荷是正、负离子。 b)导体两端有电压。 3)电流的大小电流强度简称电流 a)宏观定义: t q I b)微观定义: nqsvI c)国际单位:安培 A d)电流的方向:规定为正电荷定向运动的方向相同(电流是标量) e)电流的分类 : 方向不随时间变化的电流叫直流, 方向随时间变化的电流叫交流, 大小方向都不随时间变化的电流叫做稳恒电流。 2.电阻 1)物理意义:反映了导体的导电性能,即导体对电流的阻碍作用。 2
2、)定义式: I U R 国际单位(R 既不与 U 成正比,也不与 I 成反比) 3)决定式(电阻定律): S L R 3.电阻率: 1)意义:反映了材料的导电性能。 2)定义: L RS 3)与温度的关系 金属: 随 T 而 半导体: 随 T 而 有些合金:几乎不受温度影响 2 4.串并联电路 1)欧姆定律: a)内容:通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。 b)表达式: R U I 或 IRU 或 I U R c)适用条件:金属或电解液导电(纯电子电路) 。 2)串联电路串联电路 a)电路中各处电流相同I=I1=I2=I3= b)串联电路两端的电压等于各电阻两端电压之和.
3、U=U1+U2+U3 c)串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和,即 R=R1R2Rn d)串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比,即 12 12 n n UUU I RRR e)串联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比,即 212 12 n n PPP I RRR 3)并联电路并联电路 a)并联电路中各支路两端的电压相同U=U1=U2=U3 b)并联电路子路中的电流等于各支路的电流之和 I=I1I2I3= c)并联电路总电阻的倒数等于各个导体的电阻的倒数之和。=+ R 1 1 1 R 2 1 R n R 1 4)伏安特性曲线: a)定义:导体的电流随电压变化的关系曲线叫做伏安特性曲
4、线。 b)意义:斜率的倒数表示电阻。 c)对于金属、 电解液在不考虑温度的影响时其伏安特性曲线是过原点的倾斜的直 线,这样的导体叫线性导体,否则为非线性导体。 金属 非金属 一些合金 3 5.电功 1)意义:反映了电路消耗电能的多少,即把电能转化为其它形式的能的多少。 2)定义 : 电荷在电场力的作用下运动,电场力会对电荷做功,把电场力做的功简称电 功,又称电流做的功。 3)计算公式:UItW 国际单位:J 常用单位:度。 1 度= 1 千瓦时(KW/H) 1W=1J/S 1 度=1000*3600 J/S =3600000 焦耳 4)电热 a)定义:电流流过导体要发热(热效应) ,这个热叫做
5、电热,又叫焦耳热。 b)意义:反映了电路把电能转化为内能的多少。 c)计算公式:(焦耳定律) 6.电功率: 1)意义:反映了电路消耗电能的快慢,即把电能转化为其它形式的能的快慢。 2)定义:电功跟完成电功所用时间的比值。 t W P 3)计算公式:UI t W P 4)发热功率: a)意义:反映了电路把电能转化为内能的快慢。 b)定义:电热跟产生电热所用时间的比值。RtI t Q P 2 热 c)电动机的几个“功率” I)输入功率 : 电动机的总功率。由电动机电路的电流和电压决定,UIP 总 II)输出功率:电动机做有用功的功率,FvP 出 III)热功率 : 电动机线圈上有电阻, 电流通过线
6、圈时要发热, 热功率rIP 2 热 ,其中为电动机的效率。 入出总 PPP 入 出 P P d)电功和电热的关系 纯电阻电路:RtIQUItWt R U 2 2 RIPUIP R U 2 2 热 电熨斗、电炉子 非纯电阻电路:RtIQUItWt R U 2 2 RIPUIP R U 2 2 热 电机、电风扇、电解槽(其特点是电能只有一部分转化成内能) 4 7.电动势电动势 1)电源定义:把其它能量转化为电能的装置。作用:给电路提供持续的电压。 2)电动势的含义:描述电源把其它形式能转化为电能本领的物理量。 电动势由电源自身决定,与外电路无关电动势由电源自身决定,与外电路无关 在数值上就等于电源
7、没有接入电路时两极间电压。用符号 E 表示。 电源的电动势等于内、外电路上的电压之和,关系式为 E=U外+U内 电动势是标量电动势不是电压 8.闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 1)定律内容:闭合电路中的电流和电源电动势成正比,跟电路中的总电阻成反比。 2) 定律 表达式为:I= rR E 常用关系式: E=U外+U内 U=E-Ir 电源总功率(电路消耗总功率):P总= EI 外电路消耗功率(电源输出功率):P出= UI 内电路消耗功率(一定是发热功率):P内= I2r 9.功率计算:功率计算:电源的输出功率:P出=IU=IEI2r 对于外电路是纯电阻的电路,电源的输出功率: P出 rRrR
8、E rR RE RI 4/)()( 2 2 2 2 2 电源的输出功率随外电阻的变化关系如图 10-3-1 所示, 1)Rr 时,P出 max r E 4 2 一个输出功率(除最大功率外)P 对应于两个不同的外电阻 R1和 R2,且 21R Rr . 2)当 Rr 时,RP出. 4)电源的效率: 总 出 100100 rR R P P o R P出 Pm r 图图 10-3-1 5 10. 动态分析的一般步骤: 1)确定外电路的电阻如何变化 2)根据闭合电路欧姆定律 E I Rr ,确定电路中的总电流如何变化 3)由 U内=Ir 确定电源的内电压如何变化 4)由 U外=EIr 确定电源的外由电压如何变化 5)由部分电路欧姆定律确定干路上某个电阻两端的电压如何变化 6)确定支路两端的电压如何变化以及通过支路的电流如何变化