3.2部分电路欧姆定律(课件）-《电工基础》同步教学（广东高等教育出版社）

第三章 基本直流电路的分析 第1节 闭合回路欧姆定律 第2节 部分电路欧姆定律 第3节 电位 第4节 电功、电功率与效率 通过本章的学习，您将熟悉基本直流电路中的计算： （1）理解闭合回路欧姆定律和部分电路欧姆定律，熟练掌握基本直流电路中电压、电流及功率等的计算，理解电源和电阻的伏安特性曲线。 （2）理解电位的概念，掌握基本直流电路中电位的计算方法，能利用万用表判断基本直流电路故障。 （3）理解电功、电功率的概念和焦耳定律，懂得能量交换中电功、效率等的计算，知道负载获得最大功率的条件。 （4）进一步熟悉直流稳压电源、万用表等的使用方法。 第 2 节 部分电路欧姆定律 第2节 部分电路欧姆定律 一、部分电路欧姆定律 部分电路欧姆电路，简称欧姆定律，内容是：电路中的电流I，与这部分电路两端的电压U成正比，与这部分电路的电阻成反比。 R —— 部分电路中的电阻值，单位是欧（Ω）； U —— 电阻两端电压，单位是伏（V）； I —— 流过电阻的电流，单位是安（A）， 默认I 的方向与U 的方向一致。 电压也是一个有方向的物理量，在电路中电压的方向可以用电压符号U加双下标表示，如Uab表示电压方向由a指向b；也可以如下图所示用箭头或标注“+”“-”表示方向，并标以电压符号U。 图3-12 第2节 部分电路欧姆定律 一、部分电路欧姆定律 欧姆定律揭示了部分电路中电流、电压、电阻三者之间的关系。由定律公式可知，当加在电阻两端的电压 U 一定时，电阻R 越大，电流 I 越小；电阻R 越小，电流 I 越大。这说明了电阻对电流有阻碍作用。不过，千万不要因为它的变形R＝U /I，就说电阻R 的大小与电阻两端的电压 U 成正比，与流过的电流 I 成反比。因为电阻R 是一个与材料、尺寸等有关的物理量，一旦制成就相对固定下来，不会随外加的电压、电流而变化。 如图3-13所示电路，E＝6V，R1＝12Ω，R2＝18Ω，求R1、R2电阻两端电压U1、U2。 图3-13 【例3-7】 【例3-6】 图3-14 如图3-14所示电路，E＝6V，R＝9.2Ω，r＝0.8Ω，求电阻R两端电压UR。 如图3-14所示电路，E＝24V，r＝1Ω，当外电路电阻R＝23Ω时，求电阻R两端电压UR。 图3-14 第2节 部分电路欧姆定律 一、部分电路欧姆定律 （a）U 与 I 的方向一致 （b） U 与 I 的方向相反 图3-15 电阻两端电压与电流的关系 图3-16 伏安特性曲线是以电压U 为纵坐标、电流I 为横坐标画出的U-I 图像。在不考虑温度对电阻值影响的情况下，R 是常数，根据欧姆定律U=IR，故电阻的伏安特性曲线呈一条直线。 特性曲线为直线的这类元件称作线性元件，在电阻的伏安特性曲线中，直线的斜率（U0 / I0）就是电阻R 的阻值。有些元件的伏安特性曲线不是一条直线，它就是非线性元件了。 小 提 示 第2节 部分电路欧姆定律 二、实际电源的端电压 体现了负载消耗电能的情况，适用部分电路欧姆定律 如果将 r 视为电源内阻，则 表示电源实际提供给电源外部的电压，体现了电源对负载的实际供电情况。 称为实际电源的端电压， 为电源内阻上的电压。 图3-17 第2节 部分电路欧姆定律 二、实际电源的端电压 特殊地，如果内阻r=0，则端电压可写为 ，电源端电压不变，这就是理想电源端电压公式。 实际中，由于工艺、材料等诸多因素，所有电源的内部都或多或少地存在内阻，这就使电源的端电压会随着回路电流I的变化而变化。新电池的内阻r比较小，与外电路连接使用时，内阻消耗较小，实际提供给外电路的端电压较大，使用起来电量充足；而旧电池的内阻较大，与同样的外电路连接，除去在内阻上的消耗后，真正提供给电路的端电压较小，我们通常就感觉“没电”了。 在手机播放视频或通话时试着摸一下手机各处的温度，感受一下电池位置的温度是不是比其他位置的要略高一些，试着从电源内阻的角度做出解释。 练 一 练 如图3-14所示电路，E＝6V，R＝19Ω，r＝1Ω，求电源端电压与内阻上的电压。 【例3-9】 【例3-8】 图3-14 如图3-14所示电路，E＝24V， r＝1Ω，当外电路电阻分别为R＝0，R＝23Ω和R＝∞时，求电源端电压与内阻上的消耗。 如图3-14所示电路中，E＝12V，r＝0.5Ω，当外电路电阻R＝11.5Ω时，求电源端电压与内阻上的电压。 图3-14 图3-18