简单直流电路

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1、常熟市碧溪中学《电工基础》电子教案第二章简单直流电路第一节电动势闭合电路的欧姆定律重点难点：1.理解电动势、端电压、电位的概念2.掌握闭合电路的欧姆定律。一、电动势1.电源电动势：表示电源把其它形式的能转化为电能的本领。2.定义：电动势的大小等于非静电力把单位正电荷从电源的负极，经过电源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从负极经过电源内部移送到电源正极所作的功，则电动势大小为e=Wq3.电动势通常用符号E表示，E表示大小与方向都恒定的电动势（即直流电源的电动势）。电动势

2、的国际单位制为伏特，记做V。4.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。跟外电路没有关系图2-1简单的闭合电路5.每个电源的电动势是由电源本身决定的,二、闭合电路的欧姆定律图中r表示电源的内部电阻，R表示电源外部联接的电阻（负载）。1.闭合电路欧姆定律：闭合电路内的电流跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比。2.数学表达式为:E=RI+rI或I=—R匚rI=ER-rR-r3.端电压：即外电路两端电压U=RI=E-显然，负载电阻R值越大，其两端电压U也越大

3、；当R>>r时（相当于开路），则U=E；当R<

4、位置2时）解得：r=1Q,E=3V。本例题给出了一种测量直流电源电动势的方法。三、负载获得最大功率的条件1.功率平衡：根据闭合电路欧姆定律U=E-rI,等式两边乘以“I得：UI=EI-r2IUI:电源向负载的输出功率EI:电源的总功率rI:电源内阻消耗的功率2.容易证明：在电源电动势E及其内阻r保持不变时，负载R获得最大功图2-3电源输出功率与外电路（负载）电阻的关系曲线率的条件是R=r,此时负载的最大功率值为E2Pmax=~~4R3.注意点:①外电路电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，这是称负载与电源

5、匹配。②当电源输出功率最大时R=r,此时输出功率与电源内阻消耗的功率相等（UI=I2r）,这时电源的效率“=50%例如图2-4所示，直流电源的电动势E=10V、内阻r=0.5Q,电阻Ri=2Q,问：可变电阻Rp调至多大时可获得最大功率Pmax?解：将（Ri十r）视为电源的内阻，WJRp=Ri+r=2.5Q时，Rp获得最大功率E2Pmax=——=10W第3页（共20页）常熟市碧溪中学《电工基础》电子教案4Rp图2-4例题第3页（共20页）常熟市碧溪中学《电工基础》电子教案第二节电池组0——~_RO串联电池组

6、一、电池的串联如图所示串联电池组，每个电池的电动势均为E、内阻均为r0如果有n个相同的电池相串联，那么整个串联电池组的电动势与等效内阻分别为E串二nE,r串二nr用联电池组的电动势是单个电池电动势的n倍，额定电流相同。应用场合：当用电器额定电压高于单个电池的电动势时，可用串联电池组供电。二、电池的并联如图所示并联电池组，每个电池的电动势均为E、内阻均为r0图并联电池组如果有n个相同的电池相并联，那么整个并联电池组的电动势与等效内阻分别为£并=E,r并=r/n。并联电池组的额定电流是单个电池额定电流的n倍，

7、电动势相同应用场合：当用电器额定电流比单个电池允许通过的最大电流大时，可以采用并联电池组供电。例第3页（共20页）常熟市碧溪中学《电工基础》电子教案第三节电阻的串联重点难点：熟悉掌握电路的性质，理解串联分压原理。、电阻串联电路的特点0-1=1-1=1——□——0电阻的串联设总电压为U、电流为I、总功率为P。1.电流关系：Il=l2=l3=I2.等效电阻：R=Ri+R2+…+Rn3.分压关系：U1=幺=.=L=u=i(u=Ui+U2+U3)R1R2RnR4.功率分配：兽=善=，，=裳=三=12(P=Pl+P

8、2+P3)R〔R2RnR特例：两只电阻R、尾串联时，等效电阻R=Ri十R,则有分压公式RRU1=——1—U,u2=——2—URiR2RiR2例有一盏额定电压为Ui=40V、额定电流为I=5A的电灯，应该怎样把它接入电压U=220V照明电路中。解：将电灯(设电阻为Ri)与一只分压电阻R2串联后,接入U=220V电源上，如图2-8所示。解法一：分压电阻R2上的电压为U2=U-Ui=220-40=I80V,且U2=R2I,则R2I8