文档介绍：电源
闭合电路欧姆定律
闭合电路欧姆定律
电源电动势
路端电压跟负载的关系
水电站的发电机将水的机械能转换为电能,干电池和蓄电池将化学能转换为电能。发电机、干电池、蓄电池等被称为电源。有了电源,才能使电路中的电流像有源之水一样的连续流动,维持用电器的正常工作。
一、电源
干电池
蓄电池
新型电池
+
+
+
+
F
非
R
I
I
电源的工作原理
要在电源两极产生并维持一个恒定的电势差,就必须有一种力能够不断地把正电荷由负极经电源内部移送到正极, 这种力一定不是静电力, 我们把这种力称为非静电力。
。
水流
地势高
地势低
水轮机
(负载)
水泵
A
B
C
电源的工作过程类似于如图所示的抽水机的工作过程。
电源的作用不是产生电荷,而是将其他形式的能转化为电能,在电源的两极产生并维持一个恒定的电势差(电压),从而在电路中形成恒定的电流。
电源电动势的大小由电源本身的性质所决定的,与其是否接入电路以及电路的构成无关。电动势值可以近似地用电压表测出。电动势越大,表明电源把其他形式的能转化为电能的本能越大。
国际单位:伏(V )
二、电源电动势
为了描述不同类型电源两极间的电压不同,物理学中引入电动势的概念。
电源电动势的大小等于没有接入电路时电源两极间的电压。
三、闭合电路欧姆定律
外电路上的电压U 称为端电压,内电路的电压U ´称为内电压。
实验表明:在电源接入外电路时,电源电动势的大小等于端电压和内电压之和。
在如图所示的电路中,电源两极以外的部分称之为外电路。电源两极之内的部分称之为内电路。外电路和内电路组成的完整电路称为闭合电路。内电路对电流的阻碍作用用内阻r表示。
R
V
r
E
I
如图所示,闭合电键 S,电路的电流为 I,端电压为U,内电压为U ´。实验表明,电源电动势等于端电压和内电压之和,即
所以
闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比,这个规律叫做闭合电路欧姆定律。
R
V
r
E
I
S
在如图所示的电路中,当电路接通,滑动片向右移动时,外电阻 R 增大,电压表的读数增大, 电流表读数减小;当滑动片向左移动时,外电阻 R 减小, 电压表的读数减小,电流表读数增大。
四、路端电压跟负载的关系
R
r
S
E
I
A
V
P
结论:端电压随着外电阻的增大而增大,随着外电阻的减小而减小。
(3)R↓
(2)R →∞,
(4)R→ 0 ,
用闭合电路欧姆定律 E = U + I r 来分析路端电压随着外电阻的变化:
(1)R↑
→ I
↓
→U ´
↓
→U
↑
I = 0 ,
U´= 0,
U = E
当外电路断开时,路端电压等于电源电动势。
→I
↑
→U ´
↑
→U
↓
U = 0 ,
此时的电流 I 为短路电流。
U´ = E ,
路端电压随着外电阻的增大而增大。
路端电压随着外电阻的减小而减小。
解:根据全电路欧姆定律,可列出方程组
例1 如图所示,R1 = W,R2 = W,当单刀双掷开关 S 扳到位置 1 时,则得的电流 I1 = A;当S 扳到位置 2 时,测得电流 I 2 = A。求电源电动势E 和内电阻r。
r
S
E
A
R
1
R
2
1
2