一、歐姆定律: 反映電阻 元件上電壓、電流約束
1 .描述:對于線形電阻元件,在任何時刻它兩端的電壓與電流成正比例關(guān)系,即
或
電阻一定時,電壓愈高電流愈大;電壓一定,電阻愈大電流就愈小。
2 .功率的計算公式:根據(jù)歐姆定律可以推導出功率與電阻的關(guān)系式為:
3 .表達:在電路分析時,如果電流與電壓的參考方向不一致,既為非
關(guān)聯(lián)參考方向,如圖 ( b )和( c )歐姆定律的表達式為:
或
例: 圖中的電阻為 6 ω,電流為 2a ,求電阻兩端的電壓 u 。
解: 圖( a )關(guān)聯(lián) u = i r = 2a × 6 ω= 12v
圖( b )非關(guān)聯(lián) u =- i r =- 2a × 6 ω=- 12v ,
圖( c )非關(guān)聯(lián) u =- i r =- 2a × 6 ω=- 12v
計算結(jié)果圖( a )電壓是正值,說明圖( a )中的電壓實際方向與所標的參考方向一致;圖( b )、( c )電壓為負值,說明圖( b )、( c )中的電壓實際方向與所標的參考方向相反。
二、電阻元件
( 1 )定義:阻礙導體中自由電子運動的物理量,表征消耗電能轉(zhuǎn)換成其它形式能量的物理特征。
( 2 )電阻單位:歐姆( w ), 1m ω= 10 3 k w =10 6 ω。
( 3 )電阻的分類:根據(jù)其特性曲線分為線形電阻和非線形電阻。
①線性電阻的伏安特性曲線是一條通過坐標原點的直線。 r = 常數(shù);
②非線性電阻的伏安特性曲線是一條曲線。
( 4 )電阻定律:對于均勻截面的金屬導體,它的電阻與導體的長度成正比,與截面積成反比,還與材料的導電能力有關(guān)。
或 其中 為電阻率, 為電導率。
( 5 )電導:表示元件的導電能力,是電阻的倒數(shù),用 g 表示, 單位為西門子( s )。
( 6 )電阻與溫度的關(guān)系:
① ptc 電阻材料:正溫度系數(shù)較大,具有非常明顯的冷導體特性,可用來制作小功率恒溫發(fā)熱器。
② ntc 電阻材料:負溫度系數(shù)較大,具有非常明顯的熱導體特性,可用來制作熱敏電阻。
3. 功率:
p = ui = ri 2 =u 2 /r >0 ∴ r 是耗能元件
三、電阻的串聯(lián)
圖 電阻的串聯(lián)
1 .各元件流過同一電流
2 .外加電壓等于各個電阻上的電壓降之和。
分壓公式:
3 .等效電阻:
4 .功率:各個電阻上消耗的功率之和等于等效電阻吸收的功率。
四、電阻的并聯(lián)
圖 電阻的并聯(lián)
1 .各支路電壓相同
2 .未分支部分的電流等于各支路電流之和。
,又由于 , ,所以 ,等效電阻: , ,分流公式:
3 .功率:電源供給的功率等于各電阻上消耗的功率之和。