恒定电流闭合电路欧姆定律

2023-11-08
•恒定电流的基本性质
•闭合电路的欧姆定律
•电源的电动势
•电源的内阻
•负载电阻与电源的匹配目
•电路中的能量转化录
01
恒定电流的基本性质
电流：电荷的定向移动形成电流。

电流的微观表达式：I=nqvs
电流的物理意义
电流的数学表达
•电流的数学表达式：I=dq/dt
电流的大小和方向均
不随时间而变化。

恒定电流的数学表达
式：I=const。

恒定电流的单位：安培（A）。

恒定电流的特点
02
闭合电路的欧姆定律
欧姆定律的表述
当导体两端电压为一定值时，导体电阻越大，通过它的电流就越
小；反之，通过它的电流就越大。

在并联电路中，各支路两端的电压相等，所以各支路电流与各自
电阻成反比。

导体中的电流与导体两端的电压
成正比，与导体的电阻成反比。

欧姆定律的数学表达式为
I=U/R。

其中I表示电流，U表示电压，R表示电阻。

根据欧姆定律，我们可以得出电阻的表达式为
R=U/I。

这意味着电阻等于导体两端的电压除以通过导体的电流。

在并联电路中，各支路电流与各自电阻成反比，因…
I1/I2=R2/R1，其中I1和I2分别表示两条支路中的电流，R1和R2分别表示两条支路的电阻。

欧姆定律适用于金属导体和电解液导电的情况，不适用于气态导电介质。

在温度、压力、磁场等外界因素影响下，欧姆定律的准确度会有所降低。

例如，当温度升高时，金属导体的电阻会增大；当压力增大时，气态导电介质的电离程度会降低，从而影响
电流的传导。

03
电源的电动势
电源作为能量来源，为电路提供电能。

提供电能
维持电压
驱动电流
电源通过维持稳定的电压，为电路的正常工作提供保障。

电源通过驱动电流，实现电路中的能量传递和转换。

03
电源的作用
02
01
电动势的物理意义
决定电源维持电压的能力
电动势越高，电源维持电压的能力越强。

决定电流的方向和大小
电动势决定了电流的方向和大小，是电路中的重要参数。

反映电源提供电能的能力
电动势反映了电源提供电能的本领大小。

电动势的测量方法
使用电压表测量
使用电压表可以直接测量电源的电动势。

使用惠斯通电桥测量
惠斯通电桥是一种精确测量电动势的方法。

使用补偿法测量
补偿法是一种通过测量补偿电压来间接测量电动势的方法。

04电源的内阻
内阻的定义
电源内阻是指电源内部的电阻，通常与电源的电动势和负载电阻有关。

内阻的大小与电源的设计、制
造工艺、材料等因素有关。

内阻的存在会使电源的输出电
压与负载电阻有关，负载电阻
改变时，输出电压也会发生变
化。

将电源与可变电阻组成闭合电路，通过调节可变电阻的阻值，使电桥平衡，
从而测量出电源的内阻。

采用电桥法
通过测量电源在不同负载下的输出电压和电流，根据欧姆定律计算出内阻。

采用伏安法
在负载电阻不断变化的情况下，通过测量输出电压和电流的变化情况，计算出内阻。

采用动态法
内阻的测量方法
内阻对电路的影响
当负载电阻等于内阻时，输出电压最大，这种现象称为“负载匹配”。

当负载电阻小于内阻时，输出电压会降低；当负载电阻大于内阻时，输出电压会升
高。

内阻的存在会影响电源的效率和稳定性，因此在实际应用中需要选择合适的电源和
负载电阻，以确保电路的正常工作。

05
负载电阻与电源的匹配
03考虑负载电阻对电源输出的影响
负载电阻的选择应确保电源输出稳定，避免因负载变化而引起的电源输出波动。

负载电阻的选择
01最大功率传输原则
为确保电路在传输过程中不产生能量损失，需要选择合适的负载电阻以实现最大功率传输。

02考虑电源内阻
电源内阻对电路性能有影响，选择负载电阻时需考虑电源内阻的大小。

确保电源电压与负载电阻的电压需求相匹配，以避免过电压
或欠电压的情况。

电源与负载的匹配原则
电压匹配
根据负载电阻的电流需求，选择合适的电源以提供足够的电流，确保电路正常工作。

电流匹配
考虑电源和负载的功率需求，确保两者在可接受的范围内，避免过热和能源浪费。

功率匹配
通信系统
在通信系统中，需要确保信号源与负载之间的阻抗匹配，以实现
信号的有效传输。

电子设备设计
在电子设备设计中，需要根据设备的功率需求、电压和电流要求，选择合适的电源和负载电阻。

电力系统
在电力系统中，需要根据电力设备的功率需求和电压等级，选择合适的电源和负载电阻，以确保
电力系统的稳定运行。

负载电阻与电源匹配的实践应用
06
电路中的能量转化
如灯泡发光，电能转化为光能和热能。

电能转化为光能
如电动机运转，电能转化为机械能。

电能转化为机械能
如电池充电，电能转化为化学能。

电能转化为化学能
电能与其它形式能量的转化
1电路中的能量损耗
23
电流流经电阻时，电能转化为热能，导致能量损耗。

电阻损耗
电流传输过程中，由于电磁辐射、线路损耗等因素导致的能量损耗。

传输线损耗
变压器工作时，由于铁损、铜损等因素导致的能量损耗。

变压器损耗
降低电阻损耗，提高能量传输效率。

选择低电阻材料
提高电路效率的方法
优化电路设计，减少不必要的能量损耗。

采用节能设计
选择低铁损、低铜损的变压器，提高能量转换效率。

使用高效率变压器
THANKS。