电路与电子技术应用基础教学配套课件谭维瑜第1章1.2.pdfVIP

1.2 欧姆定律、焦耳楞次定律 1.2.1 欧姆定律 1.2.2 焦耳楞次定律 1.2.3 电功率 1.2.4 负载获得最大功率的条件 教学要求 1.理解两个定律的定义及其表达式 2.掌握应用时的注意要点 3. 了解电功及电功率的定义 4. 了解负载获得最大功率的条件 1.2 1.2 欧姆定律、 焦尔楞次定律 1.2.1 欧姆定律 通过实验得到如下的结论：导体中的电流强度 I 跟加在它两端的电压 。 U 成正比，跟它的电阻 R 成反比。这就是一段无源支路的“欧姆定律” 其表达式为：I=U/R 或=U=IR 。 如用在含有 电源的闭合电路时，还应考虑电源内部的内阻r, 即 E=IR+Ir 。 R 是电源以外的电阻。IR 是外电路的电压降 U，即电源两端的端电压；Ir 称 为电源的内压降U。表明：E=U+ U，即电源提供的电能被电源内阻和外电 路电阻所吸收(消耗) 。 这时电路的电流为：I=E/(R+r) 。这就是闭合电路的欧姆定律 1.2.1－1 1.2 欧姆定律、 焦尔楞次定律 1.2.1 欧姆定律 欧姆定律是电路的基本定律之一，应用时要注意以下几点： (1) 当电流和电压采取关联方向时，可用 U=IR ；若采取非关联方向时，则应用 U= -IR 。 (2)欧姆定律仅适用于电阻值不随流过的电流或两端电压的变化而变化的电阻电路,称 此电阻为线性电阻, 即 R=U/I ，R 为比例常数，此电路称为线性电阻 电路。 (3)U、I 应为同一个电阻R 或同一段电路上的相关电量。 1.2.1－2 1.2 欧姆定律、焦耳楞次定律 1.2.2 焦耳楞次定律 电流通过导体时，作定向移动的自由电子要频繁地与金属正离子碰撞 。 由于这种碰撞，电子在电场力的加速作用下获得的动能,不断传递给金属 正离子，于是通电导体内能增加，温度上升，这就是电流的热效应 。 实验证明： 电流通过导体时，产生的热量 Q，与电流强度I 的平方、导体的电阻 R 和通电的时间 t 成正比。这就是焦耳楞次定律。其表达式为：Q=KI2Rt。 上式中：K 是比例常数，若 Q 用卡、I 用安、R 用欧和 t 用秒作单位， 实验测出 K 值为 0.24 。因此，上式可写为Q=0.24I2Rt 。 Q 采用焦耳为单位, 由于1 焦耳=0.24 卡,可写为：Q=I2 2 Rt=UIt=(U /R)t 。 1.2.2 1.2 欧姆定律、焦耳楞次定律 1.2.3 电功率 1.电功 如“电流的热效应”所述, 电流通过电阻时要消耗 电能产生热量 QR 。 又由电压的定义：正电荷 Q (Q=It) 在电场力作用下，通过电阻时, 电场力所做的电功为：W=UQ=UIt 。 这个电功 W 就是电阻 R 在时间 t 内所吸收的电能，并全部转换成 热能 WR ，以热能的形式散发到周围空间。因为 U=I 所以电阻中 2 2 的热能：WR= I Rt=UIt=(U /R)t。 1.2.3－1 1.2 欧姆定律、焦耳楞次定律 1.2.3 电功率 2.电功率 (1)电功率也是电路中的基本物理量 传送、转换电能的速率叫电功率，简称为功率，用p 或 P 表示。 习惯上，把发出