电源电动势p295 ■非静电力:提供能量使电荷从低电位——高电位 电源 在外电路上:维持恒定电压,在电场力作用下正电荷从电 源正极—负极 ■在电源内部在非静电力作用下 ■正电荷克服静电力从电源负极—正极 在闭合电路中,静电场力卫+非静电力K使电荷运动 形成一个闭合电流线
电源电动势 p295 ◼ 非静电力：提供能量使电荷从低电位——高电位 ◼ 电源 ◼ 在外电路上：维持恒定电压，在电场力作用下正电荷从电 源正极——负极 ◼ 在电源内部在非静电力作用下 ◼ 正电荷克服静电力从电源负极——正极 ◼ 在闭合电路中，静电场力E+非静电力K使电荷运动 形成一个闭合电流线
电源 用电器 电动势两肉E=[kd 导线 外电路 定义:把单位正电荷从负极通过电 正电极负电极 源内部移到正极时,非静电力所做N 的功 ■标量 ■方向电源内部负—正 与外电路是否接通无关 a有时无法区分电源内外,如涡旋电场8=∮Kd 电源内部电流密度j=0(E+K)
电动势 ◼ 定义：把单位正电荷从负极通过电 源内部移到正极时，非静电力所做 的功 ◼ 标量 ◼ 方向：电源内部 负——正 ◼ 与外电路是否接通无关 ◼ 有时无法区分电源内外，如涡旋电场 + − = K dl = K dl 电 源 内 电源内部 电流密度 j =(E + K)
用电器 电源的电动势 外电路上电场力做功 内阻和路端电压 导线 外电路 路端电压 /「沿电源内 正电极团日负电极 部积分 内电路 E dl=l(K+5). dl K. dl d=E-p1=E-1(1) S c0s=-1,充电电路U>E U=E- oj cos 6al=E±l cosO=1,放电电路U<E
电源的电动势、 内阻和路端电压 ◼ 路端电压 = = − = − = + − U U U j dl Ir cos 1, , cos 1, , cos 放电电路 充电电路 + − + − + − + − = − = − = − S dl dl j dl I j K dl (1) − + − + + − = − = = − + dl j U U U E dl ( K ) 外电路上电场力做功 沿电源内 部积分
闭合电路欧姆定律内阻上电势降 外阻 上电E=BR+b→1 势降 rtr ■I=0,内阻电势降落为0,U=ε ■外电路开路或电势得到补偿 r=0,无论电流沿什么方向,是否为0,U=E ■电压恒定—理想电压源 ■任一电源可以看成理想电压源串联一个内阻r r<<R,I≈→恒压源/与无关 R r>>R,I≈→恒流源/与R无关,近似为常数
闭合电路欧姆定律 ◼ I=0,内阻电势降落为0，U= ◼ 外电路开路或电势得到补偿 ◼ r=0,无论电流沿什么方向，是否为0 ， U= ◼ 电压恒定——理想电压源 ◼ 任一电源可以看成理想电压源串联一个内阻 r = IR + Ir R r I + = 外 阻 上 电 势降 内阻上电势降 恒流源 I与R无关，近似为常数 r r R I , 恒压源 I与r无 关 R r R I
电源的功率 什么情 况下输 P==CR+/,P,/最数界 ■闭合电路的电源所提供的总功率 R 0 =7=12R= r=e 2 dR r+ (R+r)2 r=R时最大 2 耗 =8 r+r (R+r)2 4r 耗 电源的效率:电源输出功率与电源总功率之比R 负载电阻越大,效率越高 77 P R+r ■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)
电源的功率 ◼ 闭合电路的电源所提供的总功率 P I I R I r 2 2 = = + P耗 2 2 2 2 (R r) R R R r P UI I R + = + = = = 出 2 2 2 2 (R r) r r R r P I r + = + = = 耗 什么情 况下输 出功率 最大？ = 0 dR dP出 出 ＝P耗 r P r R 4 2 = = 时最大 R r R P P + = = 出 ◼ 电源的效率：电源输出功率与电源总功率之比 ◼ 负载电阻越大，效率越高 ◼ 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 ）