電學(xué)基本定律

1、智浪教育-普惠英/電學(xué)基本定律2. 3. 1、焦耳定律電流在一段只有電阻元件的電路上所做的功等于電流通過這段電路時(shí)的所產(chǎn)生的熱量Q。焦耳通過實(shí)驗(yàn)得到結(jié)論：如果通過一段只有電阻元件的電路的電 流為I,這段電路的電阻為R,通電時(shí)間為t,則Q I2Rt2 L這就是焦耳定律，我們還可推出這段電路中電流的發(fā)熱功率為P I Ro電流做功的過程，就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程。 一般來講，人們用 電的目的往往不是為了發(fā)熱。如使用電動(dòng)機(jī)是為了將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能， 使用電 解槽是為了將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能等等。 發(fā)熱只是副效應(yīng)，因此，一般說來電熱只 是電功的一部分，熱功率是電功的一部分。2. 3. 2、歐姆定律部

2、分電路歐姆定律：導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度 I跟它兩端所加的電壓U成正比, 跟它的電阻R成反比，即I U R上式適用于金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電的情況。對非線線元件（如燈絲、二極管） 和氣體導(dǎo)電等情況不適用。一段含源電路歐姆定律：電路中任意兩點(diǎn)間的電勢差等于連接這兩點(diǎn)的支 路上各電路元件上電勢降落的代數(shù)和，其中電勢降落的正、負(fù)符號規(guī)定如下：a.當(dāng)從電路中的一點(diǎn)到另一點(diǎn)的走向確定后，如果支路上的電流流向和走向 一致，該支路電阻元件上的電勢降取正號，反之取負(fù)號。智浪教育-普惠英/b.支路上電源電動(dòng)勢的方向和走向一致時(shí)，電源的電勢降為電源電動(dòng)勢的負(fù)值（電源內(nèi)阻視 為支路電阻）。反之，取正值。圖 2-3-1Ua Ub

3、 IiR2I2R2閉合電路歐姆定律和電源輸出功率1閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律公式：路端電壓uu對于確定電源圖 2-3-2圖 2-3-3R rr 一定,則UI圖線和U R圖線如圖2-3-2和2-3-3I m所示。其中r ,為電源短路電流。電源輸出功率電源的功率如圖2-3-1所示，對某電路的一部分，由一 段含源電路歐姆定律可求得:智浪教育-普惠英/P-u-電源輸出功率當(dāng)R r時(shí)電源輸出功率為最大此時(shí)電源效率示，若電源外電阻分別為 R、等，則必有r2R14r電源輸出功率P隨外電阻圖 2-3-4、大R2例2、如圖2-3-5所示電路，設(shè)電源電壓不變,問：（1） R2在什么范圍內(nèi)變化時(shí)，R2上消耗的

4、電功率隨R2的增大而增大?（2） R2在什么范圍內(nèi)變化時(shí),R2上消耗的電功率隨R2增大而減?。?（ 3） R2為何值時(shí)，R2上消耗的電功率為最大?解:先求出 B隨R2變化的表達(dá)式。RiI3IiR2R4 R3rabR2R4R31l11R2R4R3RiR2R4R3R2R4R3R1R2R1R4R1R3R2R3R3R4圖 2-3-5智浪教育-普惠英/U ABI 1 RABR2R4 R3R1R2R1R4R1R3R2R3R3R4令:2U ABR2R4R2R； 2R2R1R2R1R4R1R3R2R3R3R422R2RR4R1R3R3R4R2 R1R3 2RR R1R3 RR A TOC o 1-5 h z

5、R2R1R3B22一R3C則:P2CR2A BR2CR22A BR24ABR2_A_R2C2B R24AB（1）當(dāng) ab R時(shí)，即 RR4R1R3R3R4RRR3智浪教育-普惠英/R AR ,一R TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark27 o Current Document （2）當(dāng) aRRR32AR2R1R3R3R4=R2 RR3 , P2最大B , R2R2qR0,（3）當(dāng) A= B R時(shí)，即 RR2. 3. 3、基爾霍夫定律對電路中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)，流出的電流之和等于流入的電流之和?；蚩杀磉_(dá)為：匯于節(jié)點(diǎn)的各支路電流強(qiáng)度的代數(shù)和為零。ii 0若規(guī)定流入電流為正

6、，則從節(jié)點(diǎn)流出的電流強(qiáng)度加負(fù)號。對于有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的完整回路，可列出n個(gè)方程，實(shí)際上只有n 1個(gè)方程是獨(dú)立的。沿回路環(huán)繞一周，電勢降落的代數(shù)和為零，即ijRj0對于給定的回路繞行方向，理想電源，從正極到負(fù)極，電勢降落為正，反之為負(fù)；對電阻及內(nèi)阻，若沿電流方向則電勢降落為正，反之為負(fù)。若復(fù)雜電路包 括m個(gè)獨(dú)立回路，則有m個(gè)獨(dú)立回路方程。例3、如圖2-3-6所示電路中，已知1 32V, 2 24V, R1 5 ,R2 6 , R3 54求各支路的電流分析： 題中電品&共有2個(gè)節(jié)點(diǎn)，故可列出一個(gè)節(jié)點(diǎn)方程。而支路3個(gè)，只有二個(gè)獨(dú)立的回路，因而能列圖 2-3-6智浪教育-普惠英/出兩個(gè)回路方程。三個(gè)方程恰好滿足求解條件。解：規(guī)定L、L、1 3正