恒定電流知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

發(fā)布時(shí)間:2024-02-06
電學(xué)部分的主要內(nèi)容就是“場(chǎng)”和“路”,場(chǎng),指電場(chǎng)和磁場(chǎng);路,包括直流電路和交流電路.我們中學(xué)階段對(duì)交流電路講的很少,主要是直流電路,即恒定電流.對(duì)于恒定電流這部分內(nèi)容,主要的是掌握以下三個(gè)方面的分析方法:
1、電路結(jié)構(gòu)的分析
對(duì)于內(nèi)電路,即電源部分,我們只要求電源的串聯(lián),如果一個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)是e,內(nèi)電阻是r,n個(gè)這樣的電池串聯(lián)起來,總電動(dòng)勢(shì)為ne、總內(nèi)電阻為nr.
對(duì)于外電路,我們主要討論純電阻電路,對(duì)于多個(gè)電阻組成的混聯(lián)電路,首先就是要掌握電路結(jié)構(gòu)的分析方法,即確定誰跟誰串聯(lián)、誰跟誰并聯(lián).有串聯(lián)關(guān)系的電阻,通過的電流總是相等的;有并聯(lián)關(guān)系的電阻,其兩端電壓總是相等的,這是基本特點(diǎn).
在分析電路結(jié)構(gòu)時(shí),首先要把電路中的電流表和電壓表處理一下:電流表的內(nèi)阻很小,一般可以把電流表看作短路,即可以用一根導(dǎo)線代替它;電壓表的內(nèi)阻很大,一般可以把電壓表看作斷路,即把電壓表處斷開.這樣電路中就只剩下電源和電阻了.
分析電路結(jié)構(gòu)的基本方法是從電源的正極出發(fā),沿電流的流動(dòng)方向“走”一圈,最后回到電源的負(fù)極,在結(jié)點(diǎn)處(即有分叉處),要分別沿不同的支路“走”,如果每個(gè)支路都有電阻,則這些電阻就是并聯(lián),而同一支路里的電阻就是串聯(lián).
在中學(xué)階段,不需要搞很復(fù)雜的電路,只要掌握一般電路結(jié)構(gòu)的分析方法即可.
2、電勢(shì)高低的分析
在外電路,電流總是從高電勢(shì)處流向低電勢(shì)處,如果流過電阻為r的電流為i,則這個(gè)電阻的電勢(shì)降落為u=ir;而在內(nèi)電路則相反,電流是從負(fù)極流向正極,即從電勢(shì)較低處流向電勢(shì)較高處,如果電源的電動(dòng)勢(shì)為e,內(nèi)電阻為r,流過的電流為i,則電源兩極間的電壓為u=e-ir.
分析電路中各點(diǎn)的電勢(shì)高低,也是分析電路結(jié)構(gòu)的要點(diǎn),如果幾個(gè)電阻的一端都接在電勢(shì)相等的點(diǎn),而另一端也接在電勢(shì)相等的一點(diǎn)上,則這幾個(gè)電阻就是并聯(lián)關(guān)系.
電勢(shì)具有相對(duì)性,即某一點(diǎn)的電勢(shì)的具體數(shù)值,是相對(duì)于電勢(shì)為零的點(diǎn)而言的,在電路的電勢(shì)分析時(shí),往往以電源的負(fù)極為電勢(shì)零點(diǎn),這樣電路中所有點(diǎn)的電勢(shì)都是正值,計(jì)算起來會(huì)方便些.(當(dāng)然,以其他點(diǎn)作為電勢(shì)零點(diǎn),同樣是正確的.)
3、能量轉(zhuǎn)化的分析
閉合電路的歐姆定律,其實(shí)質(zhì)就是能量守恒定律.e = i(r+r)=u+ir稱為閉合電路歐姆定律的電壓形式,把上式的兩邊分別乘以電流i,則得到,該式就是閉合電路歐姆定律的功率形式,也可寫成,它表示:電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的功率等于電源的輸出功率與內(nèi)部消耗的熱功率之和,總的能量是守恒的.
從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)去分析電路,是我們必須掌握的基本功之一.
iu是干路電流與路端電壓的乘積,即為輸出功率,對(duì)一切電路都是適用的,如果外電路是純電阻電路,則,但如果外電路不是純電阻電路,則iu仍是輸出功率,而則是外電路產(chǎn)生的焦耳熱,,這時(shí)是完全沒有物理意義的,因?yàn)槁范穗妷簎不是只加電阻r兩端的.
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