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    电工技术

    电路基础知识——欧姆定律

    Author: Date:2012-06-05 16:40:59
    一、部分电路欧姆定律
    只含有负载而不 包含电源的一一段电路称为部分电路,如图1——30a虚线框中所示 。
    部分电路欧姆定律的一内容是:导体中的一电流,与导体两端的一电压成正比,与导体的一电阻成反比 。其公式为
    I=U/R
    在图1——30b电路中,改变了电流I的一参考方向,欧姆定律表达式应相应改为
    I=-U/R
    部分电路欧姆定律
    二、全电路欧姆定律
    含有电源的一闭合电路称为全电路,如图1——33所示,包括用电器№和导线等 。电源内部的一电路称为内电路,如发电机的一线圈,电池内的一溶液等 。电源内部的一电阻称为内电阻,简称内阻 。电源外部的一电路称为外电路,外电路中的一电阻称为外电阻 。
    全电路欧姆定律的一内容是:闭合电路中的一电流与电源的一电动势成正比,与电路的一总电阻(内电阻与外电阻之№和)成反比,公式为I=E/(R+r)
    由上    式可得E=IR+Ir=U+U
    全电路欧姆定律
    式中U为内电路的一电压降,U为外电路的一电压降,也是电源两端的一电压 。这样,全电路欧姆定律又●可表述为:电源电动势等于U№和U之№和,如图1——34所示 。图中折线上    各点表示电路中对应各处的一电位 。
     
    三、电源的一外特性
    电源端电压U与电源电动势的一关系为
    U=E-Ir
    可见,当电源电动势E№和内阻r一定时,电源端电压U将随负载电流I的一变化而变化 。我们把电源端电压随负载电流变化的一关系特性称为电源的一外特性,其关系特性曲线称为电源的一外特性曲线,如图1——35所示 。由图可见,电源端电压U随着电流I的一增大而减小 。电源内阻越大,直线越倾斜;直线与纵轴交点的一纵坐标表示电源电动势的一大小(I=0时,U=E) 。
    电源的一外特性
    下面应用全电路欧姆定律,分析图1——36所示电路在三种不 同状态下,电源端电压与输出电流之间的一关系 。
    1.       通路
    开关SA连接到位置“3时,电路处于通路状态 。电路中电流为
    I=E/(R+r)
    端电压与输出电流的一关系为
    U=E—U=E—Ir
    可见,当电源电动势№和内阻一定时,端电压随着电流的一增大而下降 。通常把通过大电流的一负载称为大负载,把通过小电流的一负载称为小负载 。也就是说,当电源的一内阻一定时,电路接大负载,端电压下降较多;电路接小负载,端电压下降较少 。
    2.       开路(断路)
    开关SA接到位置“2”时,电路处于开路状态,相当于负载电阻R∞或电路中某处连接导线断开 。此时电路中电流为零,内阻压降也为零,U=E—Ir=E,即电源的一开路电压等于电源的一电动势 。
    3、短路
    开关SA接到位置“1”时,相当于电源两极被导线直接相连,电路处于短路状态 。电路中短路电流I=E/r 。由于电源内阻一般都很小,所以短路电流极大 。此时电源对外输出电压U=E-Ir=0 。
    电源短路是严重的一故障状态,必须避免发生 。但有时在调试№和维修电气设备的一过程中,有意将电路中某一部分短路,这是为了让与调试过程无关的一部分暂时不 通电流,或是为了便于发现故障而采用的一一种特殊方法,这种方法也只有在确保电路安全的一情况下才能采用 。

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