《電工電子技術(shù)》--PPT課件：1.2-電路元件及其伏安關(guān)系

1、第1章 直流電路 1.2 電路元件及其伏安特性1電阻2歐姆定律目錄CONTENTS3電源1.2電路元件及其伏安特性電阻 實(shí)驗(yàn)證明，導(dǎo)體對(duì)電流的通過(guò)具有一定的阻礙作用，稱為導(dǎo)體的電阻，用R表示，單位為（歐姆）。不同的導(dǎo)體有不同的電阻，導(dǎo)體電阻的計(jì)算公式為 式中 l為導(dǎo)體的長(zhǎng)度，單位為m（米）； S為導(dǎo)體的截面積，單位為m2（平方米）； 為導(dǎo)體的電阻率，單位為m（歐米）。 電阻歐姆定律電源 R= lS1.2電路元件及其伏安特性電阻超導(dǎo)體 導(dǎo)體的電阻還與溫度有關(guān)，金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增加，半導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而減小。有些金屬和合金，在溫度降低到4.2K(269)時(shí)，電阻會(huì)突然消失，這種現(xiàn)

2、象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象。處于超導(dǎo)狀態(tài)的導(dǎo)體叫做超導(dǎo)體。超導(dǎo)的應(yīng)用超導(dǎo)電纜超導(dǎo)電動(dòng)機(jī)超導(dǎo)變電站磁懸浮列車歐姆定律電源1.2電路元件及其伏安特性1 電阻元件的歐姆定律歐姆定律電阻歐姆定律電源 1826年德國(guó)科學(xué)家歐姆通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)得出：電阻的電壓與通過(guò)的電流成正比。這一關(guān)系稱為歐姆定律，也即是電阻元件上的伏安關(guān)系。線性電阻的伏安特性曲線 在電阻上，當(dāng)電壓與電流為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，歐姆定律表示為 R=UI1.2電路元件及其伏安特性歐姆定律1 電阻元件的歐姆定律電阻電源例 已知電阻R10，電壓U100V，電壓、電流的參考方向如圖所示，求通過(guò)電阻的電流I和電阻消耗的功率P。解： 根據(jù)歐姆定律，在電壓、電流為關(guān)聯(lián)參考

3、方向時(shí) 電流I為正，說(shuō)明流過(guò)R的電流的實(shí)際方向與參考方向一致。I= = =10（A）U 100V R 10 電阻消耗的功率P為 PRI2101021000W1（kW）電壓電流參考方向圖1.2電路元件及其伏安特性歐姆定律2 全電路歐姆定律電阻電源全電路一個(gè)包含電源、負(fù)載在內(nèi)的閉合電路稱為全電路。這就是全電路歐姆定律。I= US R0+RL 當(dāng)開(kāi)關(guān)S合上構(gòu)成閉合通路時(shí)1.2電路元件及其伏安特性歐姆定律3 電阻的連接電阻電源電阻的串聯(lián)（1）電阻元件的串聯(lián) 幾個(gè)電阻依次相串，中間無(wú)分支的連接方式，叫做電阻的串聯(lián)。串聯(lián)電路的特點(diǎn)： 通過(guò)各電阻的電流是同一電流。 電路端口的總電壓等于各個(gè)電阻上電壓之和，

4、即 UU1+U2+U3 幾個(gè)電阻串聯(lián)，可用一個(gè)總電阻來(lái)等效，總的等 效電阻等于各個(gè)電阻之和。 即 RR1+R2 +R3 電路分壓公式為U1=U U2=U U3=UR1 R2 R3R1+R2 +R3 R1+R2 +R3 R1+R2 +R3 R1.2電路元件及其伏安特性歐姆定律3 電阻的連接電阻電源電路圖（1）電阻元件的串聯(lián) 例題：電路如圖所示，已知R14，R28，R318，電壓U120V。求電路總的等效電阻R；通過(guò)電路的電流I；電阻R1、R2、R3上的電壓U1 、U2、 U3；所消耗的功率P1 、P2 、P3 。解： RR1+R2+R34+8+1830； IU/R 120V/30=4A； U1R

5、1I4416V、U2R2I8432V U3R3I18472V。 上述電壓，也可用分壓公式計(jì)算。 可見(jiàn)U= U1+U2+U3，各電阻上的電壓與電阻的大小成正比。 PUI1204480W0.48kW P1U1I16464W0.064kW P2U2I324128W0.128kW P3U3I724288W0.288kW 可見(jiàn)PP1P2P3，即總的消耗功率等于各個(gè)電阻消耗功率之和， 各電阻消耗的功率與電阻的大小成正比。1.2電路元件及其伏安特性歐姆定律3 電阻的連接電阻電源兩個(gè)電阻的并聯(lián)（2）電阻元件的并聯(lián) 例題：電路如圖所示，已知R13，R26，U10V。求：電路總的等效電阻R；電路總電流I和各電阻上

6、的電流I1、I2；電路總的消耗功率P和各電阻所消耗的功率P1、P2。解： R 2;R1R2 36R1+R2 3+6可見(jiàn)I=I1+I2，電阻上的電流與電阻的大小成反比。 I 5A；U 10VR 2I1、I2也可用分流公式計(jì)算。 I13.33（A）、 I21.67（A） R1 3 U 10VU 10V R2 6 PUI10550（W） P1UI11033.3（W） P2UI21016.7（W） 可見(jiàn)P=P1+P2，即總的消耗功率等于各個(gè)電阻消耗功率之和， 電阻消耗的功率與各電阻的大小成反比。1.2電路元件及其伏安特性歐姆定律3 電阻的連接電阻電源電阻的并聯(lián)（2）電阻元件的并聯(lián) 幾個(gè)電阻跨接在相同的

7、兩點(diǎn)之間的連接方式，叫做電阻的并聯(lián)。并聯(lián)電路的特點(diǎn)： 各電阻的電壓是同一電壓。 電路端口的總電流等于各個(gè)電阻上電流之和， 即 II1+I2+I3 電路總的等效電阻的倒數(shù)等于各個(gè)電阻倒數(shù)之和， 即 + + 1 1 1 1 R R1 R2 R3 R1+R2 R1+R2I1 I I2 IR2 R1 兩個(gè)電阻并聯(lián)的分流公式為I1I2I3R + 1 1 1 R R1 R2 R R1R2R1 +R2(兩個(gè)電阻并聯(lián) )1.2電路元件及其伏安特性歐姆定律3 電阻的連接電阻電源（3）電阻元件的混聯(lián) 既有串聯(lián)又有并聯(lián)的電路稱為混聯(lián)電路?；炻?lián)電路的形式多種多樣，但可以利用電阻串并聯(lián)關(guān)系進(jìn)行逐步化簡(jiǎn)。例題：計(jì)算圖a所示電路的等效電阻Rab。解：將a圖中6與6兩個(gè)電阻并聯(lián)得3 ，12與10保留得電路b所示； 將b圖中3與12兩個(gè)電阻串聯(lián)得15，保留10電路，得圖c電路； 將c圖中15與10兩個(gè)電阻為并聯(lián)，其等效電阻為Rab 6151015+10混聯(lián)電路3cdece1.2電路元件及其伏安特性電路及其組成1 電壓源對(duì)外提供電壓的電源稱為電壓源。電源歐姆定律忽略內(nèi)阻或內(nèi)阻為零的電壓源考慮內(nèi)阻，即內(nèi)阻不為零的電壓源實(shí)際電壓源理想電壓源