第四章-恒定电流和电路.pptVIP

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IRB3421IIAGIIABU电流通过一段电路时，电场力对电荷做功，在做功的过程中，电势能转化为其它形式的能量。如果电路是由导线和直流电动机组成的，电势能的一部分转化成热能，由导线释放，大部分转化成机械能，由电动机对外界做功。此外，电能还可以有其它多种转换形式如果这段电路只是由导线和电阻元件(如电炉或白炽灯)组成的，电势能就转化成热能，由导线和电炉丝或灯丝释放；二、电场力的功由电压的定义可以知道，若电路两端的电压为U，则当q单位的电荷通过这段电路时，电场力所做的功为：A=qU因为则：这就是电场力对电荷所做的功习惯上称为电流的功。电功的单位：焦耳（J）在电力工程上：用千瓦·小时（KW.h）1度电，就指的是1千瓦·小时。千瓦·小时和焦耳之间的关系是：1千瓦·小时=1000瓦×3600秒=3.6×106焦=3.6兆焦纯电阻电路，电场力所做的功就全部转化为热量Q，根据能量转化和守恒定律知：由欧姆定律上式写成：这就是焦耳定律，也叫电热定律。注：只反映电能与热能的转化。反映电能与各种形式的能量的转化。三、电功率电路的作用之一是（借助电流）把电源的能量传输给用电器。用电器在单位时间内吸收的电能叫做它所吸收的电功率。纯电阻电路：或注：（1）电功率的单位：瓦特（W），在电力工程上：千瓦（KW）（2）额定功率：一般用电器上都标有额定电压和额定功率或标有电阻和额定功率：如：“220V，40W”灯炮：说明在220V下正常工作吸收电功率为40W。“，5W”说明此的电阻最大允许的电功率为5W。（3）是一段电路所消耗的全部电功率而只是由于电阻发热而消耗的电功率I不变U不变以上三式只有在纯电阻电路中才等价。对非纯电阻电路只有成立。四、热功率密度单位体积内释放的热功率，叫做热功率密度，用表示引入热功率密度的概念后，焦耳定律也可写成微分形式：表：任一点的热功率密度只与导体的性质和该点的电场有关，而与整个导体的大小、形状无关。五、电流的热效应危害电流的热效应在日常生活、生产和科研中有着广泛的应用，例如白炽灯、电炉、电烙铁、电烘箱和其他许多仪器设备都是利用这种效应制成的。但是，电流的热效应也有不利的一面，在许多场合中它会造成危害。例如，在输电线路中，电流所发的热无益地散失到周围的空间，因而降低了电能的传输效率，而且如果通过的电流过强，发热过多散不出去，还会烧坏导线的绝缘层，引起漏电、触电。又如，发电机、电动机、变压器等电气设备的绕组都是铜导线绕成的，电流通过绕组时发热，就使绕组的温度升高，如果散热不好，也会烧坏绕组的绝缘层，造成事故。我们在实验室里用到的各种电阻元件和电学仪器设备都有一定的额定功率或额定电流，使用时要特别小心，切不可让通过它们的电流超过额定值，以免发热过多而把它们烧毁。电流的热效应在短路时危害更大。所谓短路就是指两根电源线不经过电阻元件而直接接触。在这种情况下，因电路中电阻很小，电流很强，短时间内就能产生大量的热，轻则使电源和电气设备烧毁，重则引起火灾。为了避免短路事故，在电路中通常要安装保险丝。保险丝一般是用铅或铅锡合金制成的，熔点很低。当通过的电流过大时，保险丝被烧断，使电路自动断开，这样就可防止把导线和仪器设备烧坏。保险丝的规格很多，不同规格保险丝的额定电流不同，使用时必须根据电路中的电流强度适当选择。若选用额定电流过小的保险丝，在正常用电时也会烧断，造成停电事故；若选用额定电流过大的保险丝，当电路中通过的电流超过允许值时也不会烧断，就起不到保护作用。因此，所选用保险丝的额定电流一般应接近于或略大于电路中的正常电流。例：有两只白炽灯泡，一个规格为220V、100W,另一个220V、40W,把它们串联在220V电源上，问那一个灯泡较亮？假定灯泡电阻保持不变，这时每个灯泡消耗多大功率？解：（1）这两个灯在额定电压下阻值为：串联I100=I40=IP=I2R所以，40W灯泡比较亮，且消耗的电功率也大，R100R40220V（要判断哪个灯泡较亮，须比较两着电阻）（2）因灯泡电阻