电源和电动势解读教学提纲

电源和电动势解读CuSO4ZnSO4CuZnCuSO4ZnSO4CuZnABCD中间有一素瓷板离子可以自由通过但两侧溶液不掺混。铜极板上有Cu++离子沉积，在锌极板处Zn++溶解；动态平衡下溶液内各处电位相等。电源开路时：A、B、C、D各处电位如图所示UDUAUCUB电位跃变由电源决定电源开路时，路端电压等于电动势。4.3

电源充放电时的路端电压（以丹聂尔电池为例）2放电时UDUAUCUBIr充电时UDUAUCUBIr定义为内阻上压降+–+–AD+–+–DADADA3§5直流电路5.1一段含源电路的欧姆定律放电时充电时电动势4由能量守恒及转换定律得：为电池消耗于内电阻上的功率。为电池的输出功率。为电池的化学能功率。5.2

全电路的欧姆定律55.3电路中任意两点之间的电势差当不能忽略电源内阻时，可把电源等效成一个电动势为，内电阻为零和一个电阻为的串联。6#电流与巡视方向相同时，电阻上压降前为负，反之为正。#当电动势方向与巡视方向相同时，其前为正，反之为负。巡视方向末端7因为,所以通过节点电流的代数和为零。6.1基尔霍夫第一组也称为节点的电流方程。§6基尔霍夫方程组支路

branch

把任意一条电源和电阻串联的电路叫做支路回路loop

把n条支路构成的通路叫做回路节点node

三条或更多条支路的汇集点叫做节点。86.2基尔霍夫第二方程组也称为回路的电压方程。若有个节点，则有个电流方程。计算结果电流为正值，说明实际电流方向与图中所设相同。若电流为负值。表明实际电流方向与图中所设相反。三条支路两个节点任一回路电压降的代数和为零。个回路电压方程。若有条支路，则有可解出条支路的电流。9利用基尔霍夫方程组求解电路问题选定独立的节点和回路假设回路上的电流方向任意选择一个巡视方向（顺时针或逆时针均可）对节点写出电流的基尔霍夫第一方程对回路写出电势的基尔霍夫第二方程符号规则：沿着巡视方向，遇到电阻，电流方向与巡视方向一致时去正号，遇到电源正极时取正号。反之取负号。总共列出N个方程（N为未知数）求解，放电流为正，说明与假设方向一致，若为负，则与假设方向相反。10例：双电源供电电路基尔霍夫第一、二方程组常系数线性方程组可解巡视方向11例：电桥(electricbridge)*桥路平衡时，所以：12BCDB回路ADCEFA回路ABDA回路13例：电势差计电路如图是标准电动势是待测电动势工作时在合上开关后，将、合到一侧，在保持不动的情况下，调整电阻使电流计中无电流。此时电流全部流过AB电阻丝，可列出回路电压方程：14保持R不变将、合到一侧，调整滑动接头的位置直到电流计中无电流，同理可得：

AB电阻丝是均匀的，它的一段电阻和长度成正比，所以：15§7电容器的充放电过程(RC电路的暂态过程)

充电

放电一阶线性常系数齐次微分方程一阶线性常系数非齐次微分方程16用分离变量解方程17初始条件：设为时间常数，初始条件：18

放电

充电用下述关系式可求出及各量的值，表明时基本结束充放电过程。具有时间的量纲。单位:秒19相当于电容短路时的电流

电容器充电图形20

电容器放电图形21电容器的充放电过程是从一个稳定状态到另一个稳定状态的过渡过程，也叫做暂态过程。它并不是稳恒过程，只有在一定条件下才能使用基尔霍夫方程组。根据相对论，当极板上电量变化比较慢时，以致于回路的尺度比光速在时间常数内传播的距离小得很多时（c

)，电场虽然变化，但在任意时刻，回路范围内的电场都十分近似地由该时刻的电荷分布所决定。因而这电场就可以按稳恒电场处理。这种缓慢变化的电场叫似稳电场。22电容与电阻串联电路中，A、B为输入端，输入方波UAB，其宽度远大于时间常数应用：微分电路在电阻上取输出，输出两个正反脉冲。如输入幅度UAB=10伏，T=0.2秒，R=100k，C=100pF输入、输出具有微分的关系。23充电时R上压降放电时R上压降24§4电源和电动势4.1电源、非静电力4.2电源电动势4.3电源充放电时的路端电压§5直流电路5.2全电路的欧姆定律5.1一段含源电路的欧姆定律