高一高教社电工技术应用课件-项目2 电源电动势与内阻的测定

《电工技术应用》 项目2：电源电动势和内阻的测定 电源电动势和内阻是描述电源性质的重要物理量。电动势表明电源能力的大小，内阻指电流流过电源内部所受到的阻力。对于电力电源（供电系统、发电机），内阻越小消耗就越少，输出电压就越接近电源电动势，电源效率就高，因此内阻越小越好。对于为负载提供信息的信号源（功放机、放大器），负载电阻越接近信号源内阻，负载上获得的信号功率就越大。本项目以电源电动势和内阻的测定为目标，重点介绍电阻的串联与并联、闭合电路欧姆定律、电源电动势和内阻测定方法。 1.1项目描述 2.1项目描述 1.2知识准备 2.2.1电阻的串联 任务导引 2.2 知识准备 有一磁电式表头，满偏电流为1mA，等效内阻为300Ω，现想把它改装成量程为5V的电压表，如何通过电阻的连接来实现？ 1.2知识准备 2.2.1电阻的串联 做中学 做中教 2.2 知识准备 按图2-1连接电路，用电压表分别对各电阻两端电压和总电压进行测量，用电流表分别对各电阻电流和总电流进行测量，将测量结果填入表2－1。分析各测量数值之间的关系。 1.2知识准备 2.2.1电阻的串联 2.2 知识准备 R1两端的电压加上R2两端的电压，再加上R3两端的电压等于总电压；流过R1、R2、R3的电流都相等，且等于总电流。 现象 基本概念 把电阻一个接一个地依次连接起来，组成中间无分支的电路就组成电阻串联电路。由实验我们已经得出串联电路的二个基本特点：①电路中各处的电流相等；②电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。 1.2知识准备 2.2.1电阻的串联 2.2 知识准备 重要性质 1.串联电路的总电阻 用R代表串联电路的总电阻，I代表电流，根据欧姆定律，在图2-1中有 U=RI，U1=R1I，U2=R2I，U3=R3I 因为 U=U1+U2+U3 所以 R=R1+R2+R3 （式2－1） 这就是说，串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。 1.2知识准备 2.2.1电阻的串联 2.2 知识准备 重要性质 2.串联电路的电压分配 在串联电路中，由于 所以 这就是说，串联电路中各个电阻两端的电压跟它有阻值成正比。 1.2知识准备 2.2.1电阻的串联 2.2 知识准备 重要性质 当只有两个电阻串联时，可得 所以 这就是两个电阻串联时的分压公式。 （式2－3） （式2－4） 1.2知识准备 2.2.1电阻的串联 2.2 知识准备 重要性质 3.串联电路的功率分配 串联电路中某个电阻RK（k=1，2，…，n）消耗的功率PK=IUK，而UK＝IRK。因此，PK=I2RK，各个电阻消耗的功率分别是 所以 这就是说，串联电路中各个电阻所消耗的功率与它的阻值成正比。 （式2－5） 1.2知识准备 2.2.1电阻的串联 2.2 知识准备 电阻串联的应用 ✱采用几个电阻构成分压器，使同一电源能供出几种不同的电压； ✱当负载额定电压低于电源电压时，可用串联电阻的方法将负载接入电源； ✱用小阻值的电阻串联来获得较大的电阻； ✱在电工测量中，一般用串联电阻来扩大电压表的量程，以便测量较高的电压等。 1.2知识准备 2.2.1电阻的串联 2.2 知识准备 【例2－1】有一盏弧光灯，额定电压为40V，正常工作时通过的电流为5A，应该怎样把它接入电压为220V的照明电路中？ 解：直接把弧光灯接入照明电路是不行的，因为照明电路的电压比弧光灯额定电压高得多。由于串联电路的总电压等于各个导体上的电压之和，因此，可以在弧光灯上串联一个适当的电阻R2，分掉多余的电压，如图2-2所示。则 U2=U-U1=180V R2与弧光灯R1串联，弧光灯正常工作时，通过的电流也是5A。所以 R2=180/5=36Ω 1.2知识准备 2.2.1电阻的串联 2.2 知识准备 【例2－2】有一磁电式表头，满偏电流为1mA，等效内阻为300Ω，现想把它改装成5V量程的电压表，如何通过电阻的连接来实现？ 解：可以采用串联电阻的办法来实现 表头指针偏转到满刻度时，它的两端电压是Ug=RgIg=0.3V，这是它能承受的最大电压。现在要让它测量最大为5V的电压，分压电阻R就必须分担4.7V的电压。由于串联电路中电压跟电阻成正比 ， 则 可见，串联4.7