第七章电流与电路.pptVIP

三. 基尔霍夫(G.R.Kirchhoff)定律 1、基尔霍夫第一定律 2、基尔霍夫第二定律 应用基尔霍夫定律时的注意事项： 四. 基尔霍夫方程组的应用 （2）电势差计 例题8-3 图表示把两个无内阻的直流电源并联起来给一个负载供电，设已知电源的电动势以及各个电阻，试求每一电源所供给的电流I1以I2及通过负载的电流I。 R1 B A R2 R I1 I2 I 1 2 3 ?1 ?2 基尔霍夫方程组的应用 解： 利用基尔霍夫定律来解这个问题时，可先根据基尔霍夫第一定律（节点定律）列出电流方程，对节点A： R1 B A R2 R I1 I2 I 1 2 3 ?1 ?2 由于这电路只有两个节点，所以从节点定律只能得出一个独立的方程，由此对节点B没有必要再列方程式了。为了求出各未知电流，还需要两个方程，这两个方程必须利用基尔霍夫第二定律（回路定律）列出， 基尔霍夫方程组的应用 对这三个联立方程求解 对回路B2A3B： R1 B A R2 R I1 I2 I 1 2 3 ?1 ?2 对回路B1A2B： 基尔霍夫方程组的应用 我们可以把式（6）改写为如下形式 其中 表明图中的负载R就象是连接在一个电动势为?e和内阻为Re的电源上一样。换句话说，对于负载R来说，图中的两个并联电源可以用一个“等效电源”来代替。如图所示，等效电动势和等效内阻的公式如上所示。 基尔霍夫方程组的应用 不仅两个并联使用的电源可以用一个等效电源来代替，在分析多回路电路中某一分支电路的电流或电压时，也可以将电路的其余部分用一个等效电动势和一个等效内阻来代替，这就是所谓的等效电源原理。 R1 R2 R ?1 ?2 Re R ?e 基尔霍夫方程组的应用 再以具体的数值来讨论： （1）设已知， ?1=220V， ?2=200V， R1=R2 =10?, R=45 ?，则算出各电流分别为 基尔霍夫方程组的应用 这三个电流都是正的，表明图中所假定的电流方向与实际的电流方向一致，这时两电源都向负载供电。 R1 B A R2 R I1 I2 I 1 2 3 ?1 ?2 基尔霍夫方程组的应用 第七章 电流与电路 一、电流强度 大小：单位时间通过导体某一横截面的电量。 方向：正电荷运动的方向 有方向的标量。 单位：安培（A）。 §7-1 电流密度 安培基准 二、 电流密度 电流密度矢量 电流密度的大小等于该点电流随截面积的变化率 电流发光 电流强度与电流密度的关系为 电流强度就是电流密度穿过某截面的通量。 几种典型的电流分布 粗细均匀的金属导体 粗细不均匀的金属导线 半球形接地电极附近的电流 电流密度 几种典型的电流分布 电阻法勘探矿藏时的电流 同轴电缆中的漏电流 电流密度 例题8-１ 一铜质导线的截面积为3?10-6m2，-其中通有电流10A。设铜线内自由电子数密度为8.48×1028m-3 试估算导线中自由电子平均漂移速率的数量级。 解：自由电子的定向漂移速度为 虽然自由电子的平均漂移速度远小于热运动的平均速度(数量级105m/s ），但是电键一接通，以光速（3×108m/s）传播的电场就迅速地在导线中建立起来，驱使所有的自由电子作定向漂移，因此导线中的电流几乎同时产生。 电源的电动势 在导体内形成恒定电流必须在导体内建立一个恒定电场，保持两点间电势差不变。 把从B经导线到达A的电子重新送回B，就可以维持A、B间电势差不变。 完成这一过程不能依靠静电力，必须有一种提供非静电力的装置，即电源。 电源不断消耗其它形式的能量克服静电力做功。 内电路：电源内部正负两极之间的电路。 外电路：电源外部正负两极之间的电路。 内外电路形成闭合电路时，正电荷由正极流出，经外电路流入负极，又从负极经内电路流到正极，形成恒定电流，保持了电流线的闭合性。 电源的电动势 电源电动势 电源的电动势等于把单位正电荷从负极经内电路移动到正极时所做的功，单位为伏特。 电源的电动势的方向规定：自负极经内电路指向正极。 电源迫使正电荷dq从负极经电源内部移动到正极所做的功为dw，电源的电动势为 导体内恒定电场的建立 电源的电动势 恒定电场也服从场强环流定律 非静电力仅存在于电源内部，可以用非静电场强 表示。 由电源电动势定义得 电源外部无非静电力，则 电源的电动势 §7-2 电路的基本定律 一. 欧姆（G.S.Ohm)定律 根据： 上式称为欧姆定律的微分形式， σ叫做电导率。 设自由电子的平均漂移速为 ，导体内某点处单