电路模型和电路定律(Ⅱ)

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电路模型和电路定律(Ⅱ)

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【2.1】欧姆定律

  1. 只适用于 线性电阻 (R为常数),注:欧姆定律范围非常狭窄只限于线性电阻当中。
  2. 如电阻上的 电压 与 电流 参考方向非关联的话,公式中应该是为负号。
  3. 说明线性电阻式无记忆、双向性的元件。

  • 如上图所示:欧姆定律写为:u = -Ri i = -GU ,G = 电导!
  • 电导的概述:电导是描述导体导电性能的物理量,即对于某一种导体允许电流通过它的容易性的量度。电导数值上等于电阻的倒数,符号是G。电导单位是西门子,简称西,符号S。导体的电阻越小,电导就越大。对于纯电阻线路,电导与电阻的关系方程为G=1/R,由此可以得到欧姆电导定律的关系方程:G=I/U

【2.2】功率和能量

功率介绍:功率是指物体在单位时间内所做的功的多少,即功率是描述做功快慢的物理量。功的数量一定,时间越短,功率值就越大。求功率的公式为功率=功/时间。功率表示做功快慢程度的物理量。单位时间内所作的功称为功率,用P表示。故功率等于作用力与物体受力点速度的标量积。

功率的计算公式:P = UI = U的2次方/R = I的2次方R

  • 电流的方向和电压方向一致叫做:关联方向。公式:P = UI

也就是:正极是流入的,负极是流出的。

  • 电流方向与电压方向相反叫做:非关联方向。公式:P = -UI

也就是:正极是流出的,负极是流入的。

  • 吸收功率为:P>0 为消耗功率,发出功率为:P<0 为产生功率。

表明:电阻元件在任何时候总是消耗功率的。

如果把一个电阻断开就称之为:开路,也可以称之为断路

在完整的电流某处给它断开(开路),因为这个电路时断开的,所以此时一点电流都没有。

开路的特征:

  • 开路首先它的电流为 i = 0,u 不等于 0,也就是电压可以任意。不一定不等于0。

如果把电阻的支路换成导线称之为:短路。

我们在电阻两边链接导线,此时这个电路就称之为时短路。

短路的特征:

  • 整个电路中没有用电器,因此,一旦接通,电路中电流极其大。

物理定义(能量)

**能量是物质运动转换的量度,**世界万物是不断运动的,在的一切物质属性中,运动是最基本的属性,其他属性都是运动的具体表现。能量是表征物理系统做功的本领的量度。

【2.3 理想电压源和理想电流源】

**理想电压源 作用:**在电路两端提供为 U 的电压。电压的大小方向是固定的,但是流过的电流可以是任意值。也就是说这个方向不一定是从正极流入,负极流出。

  • 定义:其两端电压总能保持定制或一定时间函数,其中值与流过它的电流 i 无关的元件叫做理想电压源。

  • 注:电压源不能短路!& 电压源不能并联在一起,不然导线就会 over

**①:**电压源两端电压由电源本身来决定的,与外电路是无关的。与流经它的电流方向,大小无关。

②:通过电压源的电流由电源及外电路共同决定。

电路符号:(总的方向都是一样的)

**理想电流源 作用:**所在的支路稳定提供一个方向,大小 Is 的电流,电压任意值。

定义:其输出电流总能保持定制或者一定的时间函数,其值与它的两端电压 u 无关的元件叫做理想电流源。

电路符号:

**①:**电流源的输出电流由电源本身决定,与外电路无关。它们两端电压方向、大小无关。

**②:**电流源两端的电压由电源及外电路共同决定。

注:电流源是不能够开路的,硬要弄成开路的话就会没有电流形成

【2.4 实际电源】

①:干电池和纽扣电池(化学电源)

  • 干电池电动势 1.5v,仅取决于(糊状)化学材料,某大小决定存储的能力,化学反应不可逆。纽扣电池电动势1.35v,用固定化学材料,化学反应不可逆。

②:燃料电池(化学电源)

  • 电池电动势1.23v。以氢,氧作为燃料。约百分之40~百分之45的化学能转变成电能。实验阶段假材料可继续工作。

③:太阳能电池(光能电源)

  • 一块太阳能电池电动势0.6v。太阳光照射道 PN 结上,形成一个从 N 区流向 P 区的电流。约 百分之11 的光能转变成电能,故常用太阳能电池板。
  • 一个50cm平方太阳能电池的电动势0.6v,电流为 0.1A。

④:蓄电池(化学电源)

  • 电池电动势2V。使用时候,电池放电,当电解液浓度小于一定值时候,电动势低于2V,常要充电,化学反应可逆。

【2.5 受控电源】

定义:电压或者电流的大小和方向不是给定的时间函数,而是受电路中某个地方的电压(或电流)控制的电源,称之为:受控源

简介:受控电源又称“非独立电源”。一种具有两个支路的四端元件。其中一条支路是电压源或电流源,另一支路则开路或短路,而电压源或电流源的数值受控于开路电压或短路电流。故有四类:电压控制电压源、电压控制电流源、电流控制电压源及电流控制电流源。常用于分析带有晶体管和运算放大器的电路。

电路符号如下:(受控电压源)

电路符号如下:(受控电流源)

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