理论教育 电路中的欧姆定律原理及应用

电路中的欧姆定律原理及应用

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)部分电路欧姆定律在闭合电路中,在电源的电动势作用下产生电流,电流的大小不仅决定于电动势的大小;而且也决定于电路中电阻的大小。这就是部分电路的欧姆定律。(二)全电路欧姆定律图1-8全电路欧姆定律电路图图1-8是由负载、电源和导线组成的电路。这是因为有很大一部分能量消耗在导线的电阻上。根据欧姆定律:U0=Ir0故电源电势等于内电路与外电路电压降之和。

电路中的欧姆定律原理及应用

(一)部分电路欧姆定律

在闭合电路中,在电源电动势作用下产生电流,电流的大小不仅决定于电动势的大小;而且也决定于电路中电阻的大小。当电流通过一均匀导体而温度保持不变时,加在导体两端的电压越大,电流也越大,因此电流与电压成正比,即:

如图1-8所示,通过导体中的电流强度I与导体两端的电压成正比,而与导体本身的电阻成反比。这就是部分电路的欧姆定律。

(二)全电路欧姆定律

图1-8 全电路欧姆定律电路图

图1-8是由负载、电源和导线组成的电路。当电路闭合时,导线中有电流流过,在导线上就会产生电压降。如导线较长,导线电阻不可忽略时,导线上的电压降也不可忽略。导线越长,则电阻越大,导线上的电压降也越大。

当电源电势一定时,在外电路中,导线的电阻越大,电流就越小。这是因为有很大一部分能量消耗在导线的电阻上。电流和电阻越大,则电压降也越大。由欧姆定律得知:电路中的电压降,等于流经这段线路的电流乘上这段电路的总电阻(r负载+r导线=R)。即:

U=IR

但这只是对外电路而言。

在内电路,当电流流过电源内部时,因为电源内部也有电阻r0。简称内阻。所以电源内也有电压降,这个内阻压降用U0表示。根据欧姆定律:

U0=Ir0(www.daowen.com)

故电源电势等于内电路与外电路电压降之和。即电源电势:

E=U+U0=Ir+Ir0

所以

令R=R+r0则得:

因此全电路欧姆定律的定义是:在闭合电路中,电流的大小,等于该电路中的电动势,除以整个电路的总电阻(这电阻为内、外电路电阻的和)。也就是说:在闭合回路中,电流的大小与电源的电动势成正比;而与整个电路的电阻成反比。

【例题1-4】 电源装置的内电阻是0.2Ω,要想使离电源装置500m远的工厂得到220V的电压,工厂里需用的电流是100A,铜导线的横截面积是50mm2,铜的电阻系数ρ=0.0175Ω·mm2/m,求发电机的电动势是多少?

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