6、电路故障分析:电路不能正常工作,就是发生了故障,要求掌握断路、短路造成的故障分析。
路端电压随电流的变化图线中注意坐标原点是否都从零开始
电路动态变化分析(高考的热点)各灯、表的变化情况
1程序法:局部变化
R总
I总
先讨论电路中不变部分(如:r)
最后讨论变化部分
局部变化![]()
再讨论其它
2直观法:
①任一个R增必引起通过该电阻的电流减小,其两端电压UR增加.(本身电流、电压)
②任一个R增必引起与之并联支路电流I并增加; 与之串联支路电压U串减小(称串反并同法)
![]()
当R=r时,电源输出功率最大为Pmax=E2/4r而效率只有50%,
路端电压跟负载的关系
(1)路端电压:外电路的电势降落,也就是外电路两端的电压,通常叫做路端电压。
(2)路端电压跟负载的关系
当外电阻增大时,电流减小,路端电压增大;当外电阻减小时,电流增大,路端电压减小。
定性分析:R↑→I(=)↓→Ir↓→U(=E-Ir)↑
R↓→I(=)↑→Ir↑→U(=E-Ir)↓
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图象描述:路端电压U与电流I的关系图象是一条向下倾斜的直线。U-I图象如图所示。
直线与纵轴的交点表示电源的电动势E,直线的斜率的绝对值表示电源的内阻。
闭合电路中的功率
(1)闭合电路中的能量转化qE=qU外+qU内
在某段时间内,电能提供的电能等于内、外电路消耗的电能的总和。
电源的电动势又可理解为在电源内部移送1C电量时,电源提供的电能。
(2)闭合电路中的功率:EI=U外I+U内I
EI=I2R+I2r
说明电源提供的电能只有一部分消耗在外电路上,转化为其他形式的能,另一部分消耗在内阻上,转化为内能。
(3)电源提供的电功率:又称之为电源的总功率。P=EI=
R↑→P↓,R→∞时,P=0。 R↓→P↑,R→0时,Pm=。
(4)外电路消耗的电功率:又称之为电源的输出功率。P=U外I
定性分析:I= U外=E-Ir=
从这两个式子可知,R很大或R很小时,电源的输出功率均不是最大。
定量分析:P外=U外I==(当R=r时,电源的输出功率为最大,P外max=)
图象表述:
从P-R图象中可知,当电源的输出功率小于最大输出功率时,对应有两个外电阻R1、R2时电源的输出功率相等。可以证明,R1、R2和r必须满足:r=。
(5)内电路消耗的电功率:是指电源内电阻发热的功率。
P内=U内I= R↑→P内↓,R↓→P内↑。
(6)电源的效率:电源的输出功率与总功率的比值。η==
当外电阻R越大时,电源的效率越高。当电源的输出功率最大时,η=50%。
I=
(定义) I=nesv(微观) I=
R=
(定义) 电阻定律:R=
(决定)
部分电路欧姆定律:
U=IR![]()
闭合电路欧姆定律:I =![]()
路端电压: U = e -I r= IR 输出功率:
= Iε-I
r = ![]()
电源热功率:
电源效率:
=
=
电功: W=QU=UIt=I2Rt=U2t/R 电功率P==W/t =UI=U2/R=I2R 电热:Q=I2Rt
对于纯电阻电路: W=IUt=
P=IU =
对于非纯电阻电路: W=IUt >
P=IU>![]()
E=I(R+r)=u外+u内=u外+Ir P电源=uIt= +E其它 P电源=IE=I U +I2Rt
单位:J ev=1.9×10-19J 度=kwh=3.6×106J 1u=931.5Mev
电路中串并联的特点和规律应相当熟悉
1、联电路和并联电路的特点(见下表):
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串联电路 |
并联电路 |
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两个基本特点 |
电压 |
U=U1+U2+U3+…… |
U=U1=U2=U3=…… |
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电流 |
I=I1=I2=I3=…… |
I=I1+I2+I3+…… |
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三个重要性质 |
电阻 |
R=R1+R2+R3+…… |
1/R=1/R1+1/R2+1/R3+…… |
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电压 |
U/R=U1/R1=U2/R2=U3/R3=……=I |
IR=I1R1=I2R2=I3R3=……=U |
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功率 |
P/R=P1/R1=P2/R2=P3/R3=……=I2 |
PR=P1R1=P2R2=P3R3=……=U2 |