电源电动势
电路中的电压电源和电动势
电路中的电压电源和电动势在我们日常生活和现代科技的各个领域,电路都扮演着至关重要的角色。
从为我们的手机充电,到驱动大型工业设备的运转,电路的作用无处不在。
而在电路中,电压、电源和电动势这三个概念是理解电路工作原理的基础。
接下来,让我们一起深入探讨一下它们。
首先,我们来聊聊电压。
电压,简单来说,就是推动电荷在电路中流动的“压力”。
就好比水在水管中流动需要水压一样,电荷在电路中移动也需要电压的驱动。
如果把电路中的导线想象成一条河流,那么电压就像是河流的落差,落差越大,水流的动力就越强。
在电路中,电压的单位是伏特(V)。
例如,我们常见的干电池,通常标注的 15V 就是它所能提供的电压。
电压的存在使得电流能够在电路中流动。
电流,就是电荷的定向移动,它的单位是安培(A)。
想象一下,电压就像是一个无形的“推手”,给电荷施加力量,让它们沿着电路中的导线有规律地移动,从而形成了电流。
那么,是什么提供了电路中的电压呢?这就引出了我们要讲的电源。
电源是电路中提供电压的装置。
常见的电源有电池、发电机等。
电池是我们日常生活中最常见的电源之一。
它通过内部的化学反应将化学能转化为电能,从而提供稳定的电压。
不同类型的电池,其提供的电压和持续供电的能力也有所不同。
比如,一次性的干电池在电量耗尽后就无法再使用,而可充电电池则可以通过充电重复使用。
发电机则是在更大规模的电力供应中发挥着关键作用。
无论是火力发电、水力发电还是风力发电,其原理都是通过某种方式将其他形式的能量转化为电能,并以稳定的电压输出。
接下来,我们要说的是电动势。
电动势这个概念可能相对较难理解一些,但它却是电源的一个重要属性。
电动势指的是电源将其他形式的能量转化为电能的能力。
它反映了电源内部非静电力做功的本领。
简单来说,电动势就是电源把其他能量转化为电能的“本事”。
以电池为例,电池内部的化学物质发生反应,使得正电荷从电池的负极移动到正极,这个过程中化学能转化为电能,而推动这种转化的力量就是电动势。
电源电动势
电源电动势
电池的电动势E的计算公式是:E=W/Q。
W电源中非静电力,把正电荷量q从负极经过电源内部移送到电源正极所作的功跟被移送的电荷量的比值。
电动势由电源中非静电力的特性所决定,与外电路无关,所以同一电源接入不同的电路,电动势不会改变。
电势往往反映的是某个带电粒子在静电场中处于不同的位置,而具有不同的能量(即能对外做功的大小不同)。
电动势简介:
电动势是反映电源把其他形式的能转换成电能的本领的物理量。
电动势使电源两端产生电压。
在电路中,电动势常用E表示。
单位是伏(V)。
在电源内部,非静电力把正电荷从负极板移到正极板时要对电荷做功,这个做功的物理过程是产生电源电动势的本质。
非静电力所做的功,反映了其他形式的能量有多少变成了电能。
因此在电源内部,非静电力做功的过程是能量相互转化的过程。
3.2 电源电动势
温差发电和致冷的效率都并不高 优点:无转动部件、结构简单、寿命长、可靠、反应 快、易控制、可小型化、无噪声、无干扰、污染等 适用于某些特殊的场合。如太阳能汽车和空间站及人 造卫星中的太阳能电池
2
P耗
r 2 I r r 2 Rr (R r)
2
2
r R 时最大 P出
2
4r
= P耗
电源的效率:电源输出功率与电源总功率之比 P出 R 负载电阻越大,效率越高 P Rr 要求获得最大输出功率与电源效率高不能同时 满足(输变电路 ;无线电设备 )
0
0
( x , y , z ) 0 ( x , y , z ) 0
“有体电流但无体电荷密度”,
匀导 体内 部有 电荷
0, 0, j v 0
如何理解?
恒定情况下电力线和电流线 必须与导体表面平行 若均匀导线中,电流线不与 导体表面平行
应用
温差电偶(如图)
主要用于测量温度 优点是,测量范围广 受热面积和热容量都可以做得很小,可测量微 小的温度变化或微小的热量
半导体的温差效应
金属中的温差电动势约为0一 10V/C 半导体中同样存在着以上三种效 应,而且更为显著,常为几百 V/C ,甚至达到几mV/C
温差电堆——发电
cos 1, 充电电路 , U cos 1, 放电电路 , U
闭合电路欧姆定律
外阻 上电 势降
内阻上电势降
IR Ir
I
Rr
讲义__二.电动势
龙文教育学科教师辅导讲义教师:______ 学生:______ 时间:_____年_____月____日____段 [要点导学]:1.电源:从能的转化角度来看,电源是通过非静电力做功把其它形式能转化为电势能的装置。
2.电源的电动势:各种电源把其它形式的能转化为电势能的本领是不同的,这种本领可用电源电动势来描述,电动势在数值上等于非静电力把1C 的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功。
3.电源电动势的定义式:如果移送电荷q 时静电力所做的功为W ,那么电动势E 表示为E =W /q 。
式中W 、q 的单位是焦耳(J )、库仑(C );电动势E 的单位是伏特(V )。
对某个电源来说W /q 是个定值(流过电量kq ,电源提供电能kW ),对不同的电源来说,流过相同的电量时,电源提供的电势能越多(即W /q 越大),则电源转化能的本领大,也就是电源电动势大。
一节干电池的电动势为1.5V ,其物理意义是电路中流过电量为1C 时,干电池将化学能转化为电势能的量是1.5J.4.电源电动势的大小等于没有接入电路时两极间的电压。
电动势的大小可以用内阻极大的伏特表粗略测出。
5.电动势的符号是E ,国际单位是伏特;是一个标量,但有方向,在电源内部由负极指向正极。
6.电源内阻:电源内部也是由导体组成的,所以也有电阻,这个电阻叫电源内阻。
对同一种电池来说,体积越大,电池的容量越大,其内阻越小。
电池的内阻在使用过程中变化很大。
[范例精析]例1:有一电流表零刻度在表盘中央,已知电流从正接线柱流入,从负接线柱流出时,电流表指针向右偏,现将该电流表接入如图12—2—1所示电路,合上开关,发现电流表指针向左偏,试判断电源的正、负极。
解析:可根据电流的方向来判断电源的正负极,在电源外部电流从电流从正极流向负极,由于电流表的指针向左偏,说明电流表中的电流是从负接线柱流向正接线柱,也就是说,在电源的外部电流从b 流向a ,所以电源的b 是正极,a 是负极。
电动势及电源电动势计算公式与方向确定
电动势及电源电动势计算公式与方向确定在基本电路中的电流和电压的基础知识,而本文要讲的电动势和电压是一个很类似的概念。
那么什么是电动势?电源电动势的计算公式是什么?它的方向如何确定及与电压有什么区别呢?什么是电动势?我们都知道,往用电设备中接入电源就可以使用设备工作,比如电灯里面放入干电池后灯泡(负载)会发光。
呃……怎么这么神奇?接入一个所为的电源就能有电了,这个电源(比如干电池、光电池、发电机)怎么可以产生如此神奇的功能呢?原来电源中有一个叫做电源电动势的东西在帮忙,电动势能使电源两端产生电压。
定义:在电源内部推动电荷移动的力成为电源力,电源力使将单位正电荷从电源的负极移动到正极所做的功成为电动势。
电源内电源力克服电场力吧正电荷从低电位的负极推到高电位的正极,这个升电位的过程是电源力做功的过程,也是其他形式能量转换成电能的过程。
图片演示参见本文:电动势的方向确定中图①理解:我们都知道电压的产生就好比水压,一头水位(类比电位)高,一头水位低就会有水压。
但是水压不会平白无故的产生吧,此时电源力就好比一种能抽水的东西,这个东西会使劲的把“负极”中的水往一个叫做“正极”的水库中抽,这样“正极”中水位很高(类比电位高),而“负极”水库缺水,这样有水压,电源也就有了电压。
而当从“正极”水库中开沟条渠(类比电源外接的导线)后水就会留到“负极”水库中,而此时电源中的专门“抽水”的电源力又看到负极中有好多水,它又开始不停的往正极中抽,就这样电路就一直工作着。
电源是个特殊的设备,它的作用就是利用电源中的化学能、光能、机械能转换成“电源力”这台超级“抽水机”可以使用的动力,而电源力获得动力后就努力做功将“正电荷”使劲往“正极”抽,而这个功就是电动势(也称为电源电动势)。
现在大家理解那句话的含义了吧!电动势与电压使用同样的单位,即伏特。
但不同的是电动势是电源的“电压”,它是描述电源内部的一些里反应的物理量。
而电路中我们一般所说的电压都是相对电路中某两个参考点之间的电位差。
电源的电动势可以用电压表测量
1.电源的电动势可以用电压表测量。
测量的时候,电源不要接到电路中去,用电压表测量电源两端的电压,所得的电压值就可以看作等于电源的电动势。
如果电源接在电路中,用电压表测得的电源两端的电压就会小于电源的电动势。
这是因为电源有内电阻。
在闭合的电路中,电流通过内电阻r有内电压降,通过外电阻R有外电压降。
电源的电动势δ等于内电压Ur和外电压UR之和,即δ=Ur+UR 。
严格来说,即使电源不接入电路,用电压表测量电源两端电压,电压表成了外电路,测得的电压也小于电动势。
但是,由于电压表的内电阻很大,电源的内电阻很小,内电压可以忽略。
因此,电压表测得的电源两端的电压是可以看作等于电源电动势的。
可能的原因有很多,其中包括:1:测量回路断路;2:E和Ex的极性不对顶;2.3:RAB上的全部电压降小于Es,Ex二者中的一个3.就像我们测高度一样,常说海拨多少米,就是以海平面为基点,高出海平面为正,低于海平面为负,测电动势时也是这个道理,至于怎么样定标,那因情况而定,一般以能良好的接地点为0基点。
霍尔效应1要得到大的霍尔电压,关键是要选择霍尔系数大(即迁徙率高,电阻率ρ=1/σ亦较高)的材料,就金属而言,µ和ρ均很低,因而其霍尔系数很小,不能用来制作霍尔元件。
半导体µ高,ρ适中,是制作霍尔元件的理想材料。
所以霍尔元件的制备材料一般是半导体而不是金属2霍尔元件是应用霍尔效应的半导体。
一般用于电机中测定转子转速,如录象机的磁鼓,电脑中的散热风扇等;是一种基于霍尔效应的磁传感器,已发展成一个品种多样的磁传感器产品族,并已得到广泛的应用.传感器啊,速度传感器、加速度传感器之类的,霍尔元件应用范围很广的电表的改装与矫正..1. 标称误差指的是电表的读数与准确值的差异,包括电表在构造上各种不完善因素引入的误差。
为了确定标称误差,用改装电表和一个标准电表同时测量一定的电流或电压,从而得到一系列的对应值,这一工作称为电表的校准。
电动势及电源电动势计算公式与方向确定
电动势及电源电动势计算公式与方向确定在基本电路中的电流和电压的基础知识,而本文要讲的电动势和电压是一个很类似的概念。
那么什么是电动势?电源电动势的计算公式是什么?它的方向如何确定及与电压有什么区别呢?什么是电动势?我们都知道,往用电设备中接入电源就可以使用设备工作,比如电灯里面放入干电池后灯泡(负载)会发光。
呃……怎么这么神奇?接入一个所为的电源就能有电了,这个电源(比如干电池、光电池、发电机)怎么可以产生如此神奇的功能呢?原来电源中有一个叫做电源电动势的东西在帮忙,电动势能使电源两端产生电压。
定义:在电源内部推动电荷移动的力成为电源力,电源力使将单位正电荷从电源的负极移动到正极所做的功成为电动势。
电源内电源力克服电场力吧正电荷从低电位的负极推到高电位的正极,这个升电位的过程是电源力做功的过程,也是其他形式能量转换成电能的过程。
图片演示参见本文:电动势的方向确定中图①理解:我们都知道电压的产生就好比水压,一头水位(类比电位)高,一头水位低就会有水压。
但是水压不会平白无故的产生吧,此时电源力就好比一种能抽水的东西,这个东西会使劲的把“负极”中的水往一个叫做“正极”的水库中抽,这样“正极”中水位很高(类比电位高),而“负极”水库缺水,这样有水压,电源也就有了电压。
而当从“正极”水库中开沟条渠(类比电源外接的导线)后水就会留到“负极”水库中,而此时电源中的专门“抽水”的电源力又看到负极中有好多水,它又开始不停的往正极中抽,就这样电路就一直工作着。
电源是个特殊的设备,它的作用就是利用电源中的化学能、光能、机械能转换成“电源力”这台超级“抽水机”可以使用的动力,而电源力获得动力后就努力做功将“正电荷”使劲往“正极”抽,而这个功就是电动势(也称为电源电动势)。
现在大家理解那句话的含义了吧!电动势与电压使用同样的单位,即伏特。
但不同的是电动势是电源的“电压”,它是描述电源内部的一些里反应的物理量。
而电路中我们一般所说的电压都是相对电路中某两个参考点之间的电位差。
10-2电源 电动势
负极
+_
*
Ri
*
电源一般表示 为:
正极
电源
电源的电动势 和内阻 Ri
10.2 电源 电动势
二、含源电路的欧姆定律
第10章 恒定电流
如图,UAP=φA-φP =UAB+UBC+UCD+UDP
1、设定各电流方向;
I3
R3
2、选定行进方向;
。 R1 B.
D. R2 。
3、计算各电势差。 A
I1
1 C 2 I2 P
10.2 电源 电动势
一、电源 电动势
第10章 恒定电流
10.2 电源 电动势
电源:提供非静电力的装置。 +
第10章 恒定电流
正、负两极; 内、外电路。
非静电力:能不断分离正负电荷使正电荷逆静电 场力方向运动。
外电路:电流由正极流向负极; 内电路:电流逆着恒定电场的方向由负极流
向正极。
10.2 电源 电动势
例1:已知 E1=2V E2=4V
R1R2 2 R3 = 6 , 求
(1) I ?(2)A,B,C 相邻
两点电势降?
解(1)回路电势降落之和为零
B
R1
1
A
2
R2
C
*
*
*
I
R3
I (R1 R2 R3 ) 1 2 0
得:I ( 2 1 ) (R1 R2 R3 ) 0.2A (2) U AC A C 2 IR2 3.6V
定律(节点定律)列 出电流方程,对节点 A:
I2 A
I
R2 2
R
2
3
B
I I1-I2 0
10.2 电源 电动势
电源电动势的定义及公式
电源电动势的定义及公式电源电动势,这个词听起来是不是有点高大上?别担心,让我们轻松聊聊这个话题,没那么复杂。
电动势就是电源能提供电流的“能力”,好比是电源心里的一股冲劲,想要把电流送到你需要的地方。
想象一下,电源就像一位英勇的骑士,骑着马,带着电流去冒险,而这股力量就是电动势。
你可能会想,电动势到底怎么来的呢?嘿,简单说就是电源内部的一种能量转化。
比方说,电池就是个好例子。
里面有化学反应,这些反应产生能量,电动势就从这里冒出来了。
就像把一杯好酒装进酒壶,酒壶里充满了酒的浓烈,随时准备倾倒。
电动势的单位是伏特,听起来很专业,但其实只要知道它越大,电流就能越强,这样就行了。
说到电动势,咱们还得提一下欧姆定律。
这个定律可不简单,但说白了,就是电压等于电流乘以电阻,公式写作 V = IR。
这就像是个游戏,你要在这个公式里找到你想要的数字。
电动势就像是电源给你的“入场券”,只有拿到了这张票,电流才能顺利通行。
但要注意,电阻在这里也很重要,电阻就像是路上的障碍,越多越难过关,电流的速度就会慢下来。
电动势和电压有点像,但又不完全一样。
电压是电路中某个点的电势差,而电动势则是电源内部的能力。
就像是一个小村庄里的两座山,一座是电源的高峰,另一座是电路中的低洼地。
电动势在高峰,电压在山脚下。
这两者相辅相成,缺一不可。
来,咱们想象一下现实生活中的场景。
想象你正在骑自行车,电动势就像是你脚下的力量,给你加速。
而电压就像是路上的坡度,坡度越大,你骑得越快,但如果有石头阻碍,你就得使出浑身解数来克服。
电动势就像你内心的动力,驱使着你不断前进。
有趣的是,电动势也可以因环境变化而变化。
天气热了,电池的化学反应变得更活跃,电动势可能会增加;天气冷了,电池的表现就可能打折扣,电动势也跟着“打个瞌睡”。
所以,电动势不是一成不变的,它跟我们的生活息息相关。
咱们再来聊聊电动势的来源。
除了电池,还有太阳能电池板。
太阳的光辉洒在上面,能量就转化为电动势,简直是个环保的小能手。
《电源电动势》课件
电源电动势能够调节电路中的电压,以满足不同电 子设备的需求。
能量转换
电源电动势能够将其他形式的能量转换为电能,如 化学能转换为电能。
电源电动势在电池中的应用
电池充电
电源电动势在电池充电过程中 起到关键作用,通过提供反向 电动势来中和正负电极之间的 电荷。
电池放电
电池放电时,电源电动势促使 电子从负极流向正极,产生电 流。
05
电源电动势的实验研究
实验一:测量干电池的电动势和内阻
01 总结词 通过测量干电池的电动势和内阻,了解干电池的特性 。
02
详细描述
使用伏安法测量干电池的电动势和内阻,通过改变外 电阻观察电流的变化,计算出电池的电动势和内阻。
03 实验器材 干电池、电压表、电流表、可变电阻、导线等。
04
实验步骤
连接电路,调整可变电阻,记录电压和电流数据,绘 制伏安曲线,计算电动势和内阻。
05 注意事项 注意安全,避免短路和过载。
实验二:测量水果电池的电动势和内阻
实验器材
水果、电压表、电流表、可变电 阻、导线、不同金属电极等。
详细描述
将不同种类的水果(如苹果、橙 子等)和不同金属电极(如铜、 锌等)组合制作水果电池,使用
电源电动势的方向规定
01
在电路中,电动势的方向规定为 从电源负极指向正极,即正电荷 在电场力作用下从负极向正极移 动的方向。
02
电源电动势的方向与电流的方向 相反,因为电流的方向规定为正 电荷移动的方向,而电动势的方 向则是与之相反的。
电源电动势的单位
电源电动势的单位是伏特(V),国 际单位制中的基本单位。
04
电源电动势的测量
电位差计法测量电源电动势
电源电动势与电压的关系
电源电动势与电压的关系 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020电源电动势与电压的关系一、电动势是反映电源把其他形式的能转换成电能的本领的物理量。
电动势使电源两端产生电压。
在电路中,电动势常用E表示。
单位是伏(V)。
在电源内部,非静电力把正电荷从板移到正极板时要对做功,这个做功的物理过程是产生电源电动势的本质。
非静电力所做的功,反映了其他形式的有多少变成了。
因此在电源内部,非静电力做功的过程是相互转化的过程。
电动势的大小等于把单位从电源的负极,经过内部移到电源正极所作的功。
如设W为电源中非静电力(电源力)把正电荷量q从经过电源内部移送到电源正极所作的功跟被移送的电荷量的比值,则电动势大小为:。
如:电动势为6伏说明电源把1库正电荷从负极经内电路移动到正极时非静电力6焦。
有6焦的其他其形式能转换为电能。
电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极,即与电源两端电压的方向相反。
二、电压(voltage),也称作电势差或电位差,是衡量单位电荷在静中由于电势不同所产生的能量差的物理量。
其大小等于单位因受电场力作用从A点移动到B点所做的功,电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。
电压的国际单位制为(V,简称伏),常用的单位还有毫伏(mV)、微伏(μV)、千伏(kV)等。
此概念与水位高低所造成的“”相似。
需要指出的是,“电压”一词一般只用于电路当中,“电势差”和“电位差”则普遍应用于一切电现象当中。
电压是电路中自由电荷定向移动形成电流的原因。
(电压差)的定义:q 在中从A点移动到B点,所做的W AB与q 的比值,叫做AB两点间的电势差(AB两点间的之差,也称为电位差),用U AB表示,则有:其中,W AB为电场力所做的功,q为电荷量。
同时也可以利用电势这样定义如果的大小及方向都不随时间变化,则称之为稳恒电压或恒定电压,简称为,用大写字母U表示。
测量电源电动势的方法
测量电源电动势的方法
测量电源电动势的常用方法有以下几种:
1. 电压表法:将待测电源的正负极分别与电压表的两个插头相连,通过测量电压表示数来得到电源的电动势。
电压表应选择合适的量程,保证测量精度。
2. 电桥法:将待测电源与标准电源(通常是已知电动势的电池或稳压电源)相连,通过调节电桥平衡,测量平衡状态时在电桥的电阻示数,从而计算出待测电源的电动势。
3. 开路电压法:通过连接待测电源与一个非常大的电阻,使得电流接近于零,此时可以近似认为负载电流为零,测量电压的读数即为电源的电动势。
4. 负载电压法:通过连接待测电源与一个已知电阻,测量在已知电阻负载下的电压,并根据欧姆定律计算出待测电源的电动势。
需要注意的是,测量电源电动势时应当保持电源的内阻尽量小,以减小测量误差。
此外,还应注意测量环境的温度和湿度等因素的影响。
电源电动势定义
电源电动势定义嘿,朋友们!今天咱来唠唠电源电动势这个玩意儿。
你说这电源电动势啊,就像是一个团队里的核心力量!想象一下,一个团队要是没有个厉害的带头大哥,那不是乱套啦?电源电动势就是这么个关键角色呢!它其实就是衡量电源把其他形式的能转换成电能的本领大小的物理量。
就好比一个大力士,能扛起很重很重的东西,这就是他的本事呀!电源电动势也是这样,它决定了这个电源能有多厉害地把其他能量变成电能。
咱平常生活里用到电的地方可多啦!手机没电了要充电吧,家里的电器要用电吧。
这些电从哪里来呀?就是从电源那里来的呀!而电源电动势就是决定这些电源能不能好好干活的指标呢。
你看啊,要是电源电动势很小很小,那不就跟个小绵羊似的,没啥力气,能带动的电器也有限。
但要是电源电动势够大,那可就不一样啦,就像一头猛牛,啥电器都能轻松带动,厉害得很呢!比如说电池吧,好的电池,它的电动势就比较大,能让你的玩具车跑得飞快,让你的手电筒亮得贼亮。
要是电动势不行的电池,那可能玩一会儿玩具车就跑不动啦,手电筒也变得暗淡无光。
这就好像运动员比赛,有实力的就能跑在前面,没实力的就只能落在后面咯。
再想想那些大型的发电站,它们提供着我们城市的用电呢。
它们的电源电动势那可真是强大呀,才能让我们这么多人都能用上电,让城市的夜晚灯火通明。
而且啊,电源电动势还很稳定呢!它不会说今天厉害明天就不行了,只要电源没坏,它就一直保持着自己的本领。
这多可靠呀!就像你有个特别靠谱的朋友,不管啥时候找他帮忙,他都能顶上。
咱可得好好珍惜这电源电动势呀,没有它,我们的生活可就没这么方便啦!没有电,晚上咋看书呀,咋看电视呀,咋玩电脑呀!所以说呀,电源电动势虽然看不见摸不着,但它可真是我们生活中不可或缺的好伙伴呢!总之,电源电动势就是这么个神奇又重要的东西,它默默地为我们的生活提供着动力,让我们能享受各种电器带来的便利。
我们真该好好感谢它,不是吗?。
第一节 电源的电动势
第一次课: 2学时1 题目:§7.1 电源的电动势§7.2 法拉第电磁感应定律§7.3 动生电动势和感生电动势§7.4 自感互感磁场的能量2 目的: 1 掌握法拉第电磁感应定律和楞次定律,能计算简单问题的感应电动势。
2 理解动生电动势和感生电动势。
了解感生电场。
能计算简单的动生电动势问题。
3 理解自感系数和互感系数。
4 理解磁场能量和磁场能量密度的概念。
一、引入课题:1820年奥斯特通过实验发现了电流的磁效应,由此人们自然想到,能否利用磁磁效应产生电流呢?从1822年开始,法拉第就开始对这一物体进行有目的的实验研究。
经过多次失败,终于在1831年取得了突破性的进展,浮现了电磁感应现象,即利用磁场产生电流的现象。
从实用的角度看,这一发现是电工技术有可能长足发展,为后来人类生活电气化打下了基础。
从理论上说,这一发现更全面地揭示了电和磁的联系,使在这一年出生的麦克思韦后来有的能建立一套完整的电磁场理论。
这一理论在近代科学中得到了广泛的应用。
因此,怎样估计法拉第的方向的重要性都是不为过的。
本章疆界电磁感应现象的基本规律――法拉第电磁感应定律,产生感应电动势的两种情况――动生的和感生的。
然后介绍在电工技术中常遇到的互感和自感两种现象的规律,最后推导磁场能量的表达式。
二、讲授新课:7.1 电源的电动势一、电源形成电源的条件:导体和稳恒电压。
必须有非静电电力做功。
如果要在导体中形成稳恒电流,必须在其中维持不随时间变化的电场,也就是在导体的两端维持恒定的电势差,产生和维持这个电势差的装置称为电源。
非静电力移动电荷做功,将其它形式的能量转化为电能的装置。
二、电源的电动势定义:在电源内,把单位正电荷从负极移到正极的过程中,非静电力所做的功称为电源的电动势。
式中是非静电场的场强。
说明1.当非静电力存在于整个回路中时,整个回路中的总电动势为。
2.电动势是标量。
通常把电源内从负极到正极的指向规定为电动势的方向。
电源电动势与电压的关系
电源电动势与电压的关系一、电动势是反映电源把其他形式的能转换成电能的本领的物理量;电动势使电源两端产生电压;在电路中,电动势常用E表示;单位是伏V;在电源内部,非静电力把正电荷从板移到正极板时要对做功,这个做功的物理过程是产生电源电动势的本质;非静电力所做的功,反映了其他形式的有多少变成了;因此在电源内部,非静电力做功的过程是相互转化的过程;电动势的大小等于把单位从电源的负极,经过内部移到电源正极所作的功;如设W为电源中非静电力电源力把正电荷量q从经过电源内部移送到电源正极所作的功跟被移送的电荷量的比值,则电动势大小为:;如:电动势为6伏说明电源把1库正电荷从负极经内电路移动到正极时非静电力6焦;有6焦的其他其形式能转换为电能;电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极,即与电源两端电压的方向相反;二、电压voltage,也称作电势差或电位差,是衡量单位电荷在静中由于电势不同所产生的能量差的物理量;其大小等于单位因受电场力作用从A点移动到B点所做的功,电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向;电压的国际单位制为V,简称伏,常用的单位还有毫伏mV、微伏μV、千伏kV等;此概念与水位高低所造成的“”相似;需要指出的是,“电压”一词一般只用于电路当中,“电势差”和“电位差”则普遍应用于一切电现象当中;电压是电路中自由电荷定向移动形成电流的原因;电压差的定义:q 在中从A点移动到B点,所做的W AB与q 的比值,叫做AB 两点间的电势差AB两点间的之差,也称为电位差,用U AB表示,则有:其中,W AB为电场力所做的功,q为电荷量;同时也可以利用电势这样定义如果的大小及方向都不随时间变化,则称之为稳恒电压或恒定电压,简称为,用大写字母U表示;如果电压的大小及方向随时间变化,则称为变动电压;对来说,一种最为重要的变动电压是压简称,其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化;交流电压的瞬时值要用小写字母u或ut表示;在电路中提供电压的装置是;单位:在中的主单位是V,简称伏,用符号V表示;11伏特等于对每1的电荷做了1的功,即1 V = 1 J/C;强电压常用千伏kV为单位,弱小电压的单位可以用毫伏mV微伏μv;它们之间的换算关系是:1kV=1000V1V=1000mV1mV=1000μv三、两者区别电动势和电压虽然具有相同的单位,但它们是本质不同的两个物理量;1它们描述的对象不同:电动势是电源具有的,是描述电源将其他形式的能量转化为电能本领的物理量,电压是反映电场力做功本领的物理量;2物理意义不同:电动势在数值上等于将单位电量正电荷从电源负极移到正极的过程中,其他形式的能量转化成的电能的多少;而电压在数值上等于移动单位电量正电荷时电场力作的功,就是将电能转化成的其他形式能量的多少;它们都反映了能量的转化,但转化的过程是不一样的;3二者做功的力不同:电压是电场中两点间的电势差值,电场力在电场中移动单位正电荷所做的功就是电势差,即电压,W=UQ是电场力做的功,可见电压U是与电场力做功相联系的.电动势是反映电源非静电力做功这种特性的,它的数值大小等于电源非静电力从电源负极向正极移送单位正电荷所做的功.在化学电源中非静电力是与离子的溶解和沉淀过程相联系的化学作用;在温差电源中非静电力是与温差和电子浓度相联的扩散作用;在普通发电机中非静电力的作用是电磁作用.电动势罗二即q中的平就是诸如以上这些非静电力所做的功,所以电动势g是与非静电力做功相联系的;4能量的转化过程不同:电压是电势能变化的量度,是将电场能转化为电荷机械能的过程.由于电势在数值上等于单位正电荷在电场中具有的电势能,电场中存在电压,正电荷可以在电场力作用下通过做功由高电势移向低电势处,电势能减小.电压越高电势能减小越大,那电势能转化为电荷运动机械能的值越大.与物体在重力场中自由下落重力势能转化为动能的情况相类似.而电动势却是非静电力反抗电场力做功,转化其他形式能量本领的量度.在闭合电路中某种非静电力作用在被移动的电荷上,增加了电荷的电势能,在此其他形式的能如化学能、太阳能、热能、机械能等转化为电能.不同的电源这种由非静电力做功转化为电能的本领不同,所以电动势也不同.如化学电源的电动势决定于溶液跟极板的性质,发电机的电动势决定于电枢、磁场和它们的相对运动;5在电路中的因果关系不同:如果电路中没有电源,即使有电压,电流形成也很短暂,最后电压也不会维持;没有电源电动势,电流就如无源之水,电压也不会稳定.因此电路中各部分电压的产生和维持都是以电动势的存在为先决条件的.就拿两个孤立带电导体来看,也必须要先有非静电性质的作用来迁移电荷,即必须先有电动势,才谈得上导体上有稳定持续的电势差电压;6在给定电路中变与不变不同:对于一个给定的电源,一经制好,电动势就固定不变,与外电路是否接通无关,也与外电路的组成情况无关而电路中的电压却要因外电路电阻的改变而改变,如并联支路数目增减、电阻变化时将引起电路各部分电流、电压重新分配,电压将发生变化至于外电路断开时的路端电压在数值上等于电源电动势,也只是这种分配的一个特殊结果,并不说明电压就是电动势;。
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C.电源接入电路后,其两端电压越大,电源电动势也就越大。
D.无论电源接入何种电路,其电动势都是不变的。
电 动 势
电动势与电势差的关系
【典例】有关电势差和电动势的说法正确的是() A.二者都以伏特为单位,所以电动势和电压是同一物理量的不同叫法。 B.电动势就是电源两极间的电压. C.电动势公式E=W/q,和电势差公式U=W/q中,W是一样的,都是 静电力所做的功。 D.电动势是反映电源把其他形式的能转化为电势能本领强弱的物理量;
电动势的大小数值上等于非静电力从电源负极移
送单位正电荷到电源正极所做的功。
电动势的大小在数值上等于电源没有接入电路时
电源两极之间的电压(即开路电压)
电 动 势
【典例】(2016保定期末)关于电源的电动势的电荷量,电池提供的电能是4J,
那么这个电池的电动势是0.5V B.电源的电动势越大,电源所提供的电势能就越多。
电 动 势
电
源
电路的构成
外电路:
电源外部能看得见的电路
内电路:
电源内部能看不见的电路
思考:内外电路电荷定向移动的原因?
电
源
从能量的角度看,电源是通过非静电力做功把其它
形式的能转化为电能的装置。 非静电力是化学作用,使化学能转化为电势能 非静电力是电磁作用,使机械能转化为电势能 恒定电场电场力做功,使电势能转化为其他形式的能
电势差是反映用电器把电势能转化为其他形式能本领的物理量。
电 动 势
电源(电池)的几个重要参数 电动势 内 阻
电动势描述其他形式能转化为电能的物理量
电源内电路的电阻,常用r表示 电源放电时能输出的总电荷量,
常以安培小时(A·h)或毫安小时(mA·h)做单位
容
量
容量与放电状态也有关系,同样的电池,小电流、
电 源
电 池 发电机
外电路
内电路
非静电力做功,使其他形式的能转化为电势能
电 动 势
物理意义 定 义
用来描述电源内部非静电力做功本领的物理量
表 达 式 单 方 位 向
伏特(V) 规定:电源内部的电流方向,即由负极指向正极
标 量
电 动 势
说明:
电动势的大小由电源中非静电力的特性决定, 电动势的大小与电源体积、外电路组成情况无关
间断性放电就比大电流、连续放电的容量大。
对同一电池而言,体积越大,电池容量越大,内阻越小。