23电学基本定律

2R1R2R1I2I1r2r3r321BA图2-3-1§2.3、电学根本定律2．3．1、焦耳定律电流在一段只有电阻元件的电路上所做的功等于电流通过这段电路时的所产生的热量 Q。焦耳通过实验得到结论：假如通过一段只有电阻元件的电路的电流为 I，这段电路的电阻为 R，通电时间为 t，那么这就是焦耳定律，我们还可推出这段电路中电流的发热功率为。电流做功的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程。一般来讲，人们用电的目的往往不是为了发热。如使用电动机是为了将电能转化为机械能，使用电解槽是为了将电能转化为化学能等等。发热只是副效应，因此，一般说来电热只是电功的一局部，热功率是电功的一局部。2．3．2、欧姆定律① 局部电路欧姆定律：导体中的电流强度 I 跟它两端所加的电压 U 成正比，跟它的电阻 R 成反比，即上式适用于金属导电和电解液导电的情况。对非线线元件〔如灯丝、二极管〕和气体导电等情况不适用。② 一段含源电路欧姆定律：电路中任意两点间的电势差等于连接这两点的支路上各电路元件上电势降落的代数和，其中电势降落的正、负符号规定如下：a.当从电路中的一点到另一点的走向确定后，假如支路上的电流流向和走向一致，该支路电阻元件上的电势降取正号，反之取负号。b.支路上电源电动势的方向和走向一致时，电源的电势降为电源电动势的负值〔电源内阻RIP2UOImIUOR图2-3-2 图2-3-3 PR2R1RrO最大P图2-3-4视为支路电阻〕。反之，取正值。如图 2-3-1 所示，对某电路的一局部，由一段含源电路欧姆定律可求得：③ 闭合电路欧姆定律和电源输出功率〈1〉闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律公式：路端电压对于确定电源、一定 ， 那 么图 线 和图线如图 2-3-2 和 2-3-3 所示。其中，为电源短路电流。〈2〉电源输出功率电源的功率电源输出功率当时电源输出功率为最大此时电源效率%电源输出功率 P 随外电阻 R 变化如图 2-3-rIU RU rImrRIP2源rRrRRrRIUP4222出rR 50AB1R2R4R3R2I3I1I图2-3-54 所示，假设电源外电阻分别为、时，输出功率相等，那么必有例 2、如图 2-3-5 所示电路，设电源电压不变，问：〔1〕在什么范围内变化时，上消耗的电功率随的增大而增大〔2〕在什么范围内变化时，上消耗的电功率随增大而减小〔3〕为何值时，上消耗的电功率为最大解：先求出随变化的表达式。令：那么：〔1〕当＞时，即＞〔2〕当＜时，即＞＜0，〔3〕当=时...