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1、4.4.1 非静电力,q (t),要维持稳恒电流，,4.4 电源和电动势,能在闭合电路中形成稳恒电流。,必须有非静电力,存在，才,电路必须闭合。,而,电源:就是能产生非静电力的装置,定义非静电性场强,由此可得欧姆定律(普遍形式),4.4.2 电动势,一段含源电路的欧姆定律,将欧姆定律,应用于一段含源电路，得,整理得:,上式左边的积分等于单位正电荷从负极经电源内部移到正极时非静电力所做的功，叫做电源的电动势,若电动势存在于整个电流回路L ，可写作,称为：一段含源电路的欧姆定律。,因此,改写为,相应地,称为含源电路欧姆定律的微分形式。,当闭合电路只有一个电源时，这个闭合电路的电动势就等于该电源的电
2、动势。当闭合电路包含多个电源（串联）时，其电动势等于所有电源电动势的代数和。,对上图的单回路：,或者,对于单闭合回路,由,得,叫做全电路的欧姆定律。,如果不止一个电源和电阻，则,一段含多个电源的电路的欧姆定律,在AC支路上：,在CB支路上,符号法则如下：（1）当电流方向（或正方向）与巡行方向（电压脚标的顺序）一致时，IR前取正号，反之取负号(同向取正，反向取负)；（2）沿巡行方向先进电源正极时，前取正号，反之取负号（进正取正，进负取负）。,符号法则,对电阻上的电压 (同向取正，反向取负)； 对电源的电动势（进正取正，进负取负）。,整理得:,即:,2.电压则与静电场有关，是静电场的路径积分，与非
3、静电场无关。,端电压与内阻电势降,端电压是指电源正负极之间的电压，即,而上式中,中的，,则称为内阻电势降,电源电动势与电压的区别：,1.一个电源的电动势具有一定的数值，它与电源本身的非静电场有关，而与静电场无关，因此电源一定，其电动势就一定，与外电路的性质以及是否接通都没有关系，是表征电源自身性质的特征量。电动势是标量，在电路中应视为代数量。,下图是电势差计的原理图，求待测电池的电动势：,4.4.3 电动势的测量，电势差计,（1）先将开关S投向1，调节触头B使电流计读数为零（称为达到平衡），这时B、D点等电势，故,设流过AB的电流为I，则,即,（2）再将开关S投向2，调节触头B使电流计读数为零
4、,仿照以上讨论得：,因灵敏电流计在两种情况下都没有电流流过,合并两式得,4.4.4 导线表面的电荷分布(自学),4.4.5 直流电路的能量转换,图4-14所示的全电路工作时的能量关系是,电源的化学功率,内电阻消耗的功率,负载电阻消耗的功率,其实，电场是必不可少的。没有电场，上述过程就没法进行，过程中，电场扮演了能量转换的角色。,那么，电场起了什么作用？,把电源接到电路里，在一般情况下就会有电流 I 通过（平衡的补偿电路例外）。通过电源的电流方向有两种可能性：从负极到正极(放电)，或从正极到负极（充电）。,充电和放电,在复杂电路中某个电源究竟在充电还是放电，往往难以一望而知，两种情形都可能出现。
5、,焦耳热。,非静电能,非静电力的功,电场的能量,电场力的功,电源充电时,端电压高于电动势,若I=0，则,电路断开时(称为开路)，端电压等于电动势。,端电压,电源放电时,端电压低于电动势,端电压,例题1. 在图所示的电路中，已知电池A电动势A=24V，内电阻RiA=2，电池B电动势B=12V ，内电阻RiB=1 ，外电阻R=3 。试计算,（1）电路中的电流； （2）电池A的端电压U12； （3）电池B的端电压U34 ； （4）电池A消耗的化学能功率及所输出的有效功率； （5）输入电池B的功率及转变为化学能的功率； （6）电阻R所产生的热功率。,（2）设所选定的积分路径自1经过电池A 而到2，应用
6、一段含源电路的欧姆定律得,电流的指向如图中箭头所示的方向。,解：（1）应用闭合电路的欧姆定律得,计算结果表示1处的电势V1高于2处的电势V2 。 现在再从1342这一积分路径来计算1、2之间的电势差。得,所得结果与前相同。,（3）设所选定的积分顺序方向自3经过电池B 而到4，仍应用一段含源电路的欧姆定律得,（4）由电动势的定义可知，当电源中通有电流I时，电源作功的功率为,电池A所消耗的化学能功率P1=IA=224W=48W，而其输出功率P2=IU12=220W=40W ，消耗于内阻的功率P3=I 2RiA=42W=8W。 P3等于P1减去P2。,（6）电阻R上的热功率 P7=I 2R=43W=12W。,（5）输入电池B的功率P4=IU34=142W=28W ，其中变化为化学能的功率P5=IB=122W=24W ，消耗于内阻的功率P5= P4 - P5 =I 2RiB=4W。,最后应当指出：按能量守恒定律，电池A所消耗的化学能功率，应等于电池B中转变为化学能的功率以及消耗在外电阻和两电池内电阻上的热功率。,例题2. 试求电源向负载输出功率为最大的条件,解：由全电路欧姆定律，负载中的电流,因此，负载的功率为,令,得,
