恒定电流基本特性1、电流强度:定义式:I=q/t其中,I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横截面的电量(C),t:时间(s)金属导体中电流的计算式:I=nqSv其中,n:自由电子数目,q:每个自由电子的电荷量(C),S:导体的横截面积(m2),v:自由电子在导线内定向移动的速率(m/s)
2、电动势:E=W/q其中,E:电动势(V),W:非静电力所做的功(J),q:电荷量(C)电源的参数:①电动势:它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质,与电池的大小无关
②内阻(r):电源内部的电阻
3、欧姆定律:I=U/R其中,I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω )可以得出:通过导体的电流强度,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比;注意:a、公式中的I、U、R三个量必须是属于同一段电路的具有瞬时对应关系
b、适用范围:适用于金属导体和电解质的溶液,不适用于气体
在电动机中,导电的物质虽然也是金属,但由于电动机转动时产生了电磁感应现象,这时通过电动机的电流,也不能简单地由加在电动机两端的电压和电动机电枢的电阻来决定
导体的伏安特性曲线:①伏安特性曲线:用纵坐标表示电流I,横坐标表示电压U,这样画出的I-U图象叫做导体的伏安特性曲线
②线性元件和非线性元件线性元件:伏安特性曲线是通过原点的直线的电学元件
非线性元件:伏安特性曲线是曲线,即电流与电压不成正比的电学元件4、电阻定律:R=ρL/S其中,ρ:电阻率(Ω·m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2) 5、闭合电路欧姆定律:I =E /(r+R) 或 E=Ir + IR ,也可以是E =U内 + U外其中,I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)6、电功与电功率:W=UIt,P=UI其中,W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)电流做功的实质是电场力对电荷做功,电场力对电荷做功电荷的电势能减少,电势能转化为其他形式的能,因此上式W=UIt是计算电功普遍适用的公式
单位时间内电流做的功叫电功率,上式P=UI是计算电功率普遍适用的公式
7、焦耳定律:Q=I2Rt其中,Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)电流通过电阻时产生的热叫电热,上式是普遍适用的电热的计算公式
8、在纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R注意电热和电功的区别:a:纯电阻用电器:电流通过用电器以发热为目的,例如电炉、电熨斗、白炽灯等;b:非纯电阻用电器:电流通过用电器以转化为热能以外的形式的能为目的,发热是不可避免的热能损失,例如电动机、电解槽、给蓄电池充电等
在纯电阻电路中,电能全部转化为热能,电功等于电热,即W=UIt是通用的
在非纯电阻电路中,电路消耗的电能,即W=UIt分为两部分:一大部分转化为热能以外的其他形式的能(例如电流通过电动机,电动机转动将电能转化为机械能);另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2Rt
这里W=UIt不再等于Q=I2Rt,而是W>Q,应该是W=E其他+Q,电功只能用W=UIt,电热只能用Q=IRt计算
9、电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总其中,I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率10、电路的串/并联特性串联电路的基本特点:电路中各处的电流都相等;电路两端的总电压等于电路各部分电压之和
并联电路的基本特点:各并联支路的电压相等,且等于并联支路的总电压;并联电路的总电流等于各支路的电流之和
串联电路:P、U与R成正比;并联电路:P、I与R成反比
电阻关系 :R串=R1+R2+R3+…… ;1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+……;电流关系: I串总=I1=I2=I3;I 并总=I1+I2+I3;电压关系 :U串总=U1+U2+U3;U并总=U1=U2=U3;电压分配:U1/R1=U2/R2;U1/R1=U/R功率分配: P总=P1+P2+P3(串联);P总=P1+P2+P3(并联);n个相同电池(E、r)串联:En=nEr=nrn个相同电池(E、r)并联:En=Er=r/n
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