含源电路的欧姆定律.ppt
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1、10-4 含源电路欧姆定律*基尔霍夫定律,1.一段含源电路的欧姆定律,如果研究的电路中包含电源,则在欧姆定律中应包含非静电场强,即将欧姆定律的微分形式推广为,即,电源放电,电源充电,积分得,欧 姆,电源放电,电源充电,电源放电时,电流密度与积分方向相反;电源充电时,电流密度与积分方向相同,且,代入上式,则,一段含源电路的欧姆定律,电源放电,电源充电,电流与电动势方向相同时,取负号,反之取正号。,上式称为一段含源电路的欧姆定律。,一段含源电路的欧姆定律,若I=0,则,电源放电,端电压低于电动势。,电源充电,端电压高于电动势。,若R=0,则,电路断开,端电压等于电动势。,若AB接在一起,形成闭合电
2、路,则,总电阻,闭合电路中的电流等于电源的电动势与总电阻之比。,一段含源电路的欧姆定律,一段含多个电源的电路的欧姆定律,正负号选取规则:,任意选取线积分路径方向,写出初末两端点的电势差;电流的方向与积分路径方向相同,电流取正号,反之为负;电动势指向与积分路径同向,电动势取正号,反之为负。,一段含源电路的欧姆定律,例题10-2 在图所示的电路中,已知电池A电动势A=24V,内电阻RiA=2,电池B电动势B=12V,内电阻RiB=1,外电阻R=3。试计算,(1)电路中的电流;(2)电池A的端电压U12;(3)电池B的端电压U34;(4)电池A消耗的化学能功率及所输出的有效功率;(5)输入电池B的功
3、率及转变为化学能的功率;(6)电阻R所产生的热功率。,一段含源电路的欧姆定律,(2)设所选定的积分路径自1经过电池A 而到2,应用一段含源电路的欧姆定律得,电流的指向如图中箭头所示的方向。,解:(1)应用闭合电路的欧姆定律得,一段含源电路的欧姆定律,计算结果表示1处的电势V1高于2处的电势V2。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。,一段含源电路的欧姆定律,(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,(4)由电动势的定义可知,当电源中通有电流I时,电源作功的功率为,一段含源电路的欧姆定律,电池A所消耗的化学能功率P1
4、=IA=224W=48W,而其输出功率P2=IU12=220W=40W,消耗于内阻的功率P3=I 2RiA=42W=8W。P3等于P1减去P2。,一段含源电路的欧姆定律,(6)电阻R上的热功率 P7=I 2R=43W=12W。,(5)输入电池B的功率P4=IU34=142W=28W,其中变化为化学能的功率P5=IB=122W=24W,消耗于内阻的功率P5=P4-P5=I 2RiB=4W。,最后应当指出:按能量守恒定律,电池A所消耗的化学能功率,应等于电池B中转变为化学能的功率以及消耗在外电阻和两电池内电阻上的热功率。,一段含源电路的欧姆定律,2.基尔霍夫(G.R.Kirchhoff)定律,复杂
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