相聲新勢力發(fā)源地

外電路的電勢降落，也就是外電路兩端的電壓，通常叫做路端電壓



電動勢、電壓、路端電壓



孟昭輝



電動勢是描述電源性質(zhì)的重要物理量。電源的電動勢是和非靜電力的功密切聯(lián)系的。所謂非靜電力，主要是指化學(xué)力和磁力。在電源內(nèi)部，非靜電力把正電荷從負(fù)極板移到正極板時(shí)要對電荷做功，這個(gè)做功的物理過程是產(chǎn)生電源電動勢的本質(zhì)。非靜電力所做的功，反映了其他形式的能量有多少變成了電能。因此在電源內(nèi)部，非靜電力做功的過程是能量相互轉(zhuǎn)化的過程。電源的電動勢正是由此定義的，即非靜電力把正電荷從負(fù)極移到正極所做的功與該電荷電量的比值，稱電源的電動勢。用公式表示為



E＝W／q



由上式可知，電動勢的物理意義為，在電源內(nèi)部，非靜電力把單位正電荷從負(fù)極移送到正極時(shí)所做的功。



電動勢與電勢差（電壓）是容易混淆的兩個(gè)概念。前面已講過，電動勢是表示非靜電力把單位正電荷從負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極所做的功；而電勢差則表示靜電力把單位正電荷從電場中的某一點(diǎn)移到另一點(diǎn)所做的功。它們是完全不同的兩個(gè)概念。



電源的路端電壓是指電源加在外電路兩端的電壓，是靜電力把單位正電荷從正極經(jīng)外電路移到負(fù)極所做的功。電源的電動勢對一個(gè)固定電源來說是不變的，而電源的路端電壓卻是隨外電路的負(fù)載而變化的。它的變化規(guī)律服從含源電路的歐姆定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為



U＝E－Ir



式中U為路端電壓，Ir為電源的內(nèi)電壓，也叫內(nèi)壓降。對于確定的電源來說，電動勢E和內(nèi)電阻r都是一定的，從上式可以看出，路端電壓U跟電路中的電流有關(guān)系。電流I增大時(shí)，內(nèi)壓降Ir增大，路端電壓U就減??；反之，電流I減小時(shí)，路端電壓U就增大。



在電源放電的情況下，當(dāng)外電路中沒有反電動勢時(shí)，路端電壓U＝IR（R是外電路的總電阻）。根據(jù)含源電路的歐姆定律可得I＝E／（R＋r），即電流I的大小隨外電阻R而變化。因此，路端電壓U也隨外電阻R而變化。R增大時(shí)，I減小，U增大；R減小時(shí)，I增大，U減小。當(dāng)外電路斷開時(shí)，R變?yōu)闊o限大，I變?yōu)榱悖瑑?nèi)壓降Ir也變?yōu)榱?，這時(shí)路端電壓等于電源的電動勢。



但是不能認(rèn)為路端電壓一定小于電動勢。在電源被充電時(shí)，電源內(nèi)部的電流是從電源正極流向負(fù)極，內(nèi)壓降的方向與電動勢的方向相反，電源的電動勢是反電動勢，這時(shí)路端電壓等于電動勢與內(nèi)壓降之和，即U＝E＋I(xiàn)r，路端電壓大于電動勢。

電動勢等于電源開路電壓,等效電源也是按照這個(gè)思路確定,所以
等效電源電動勢的原理是
1.電源空載載的情況下利用理想電壓表測得的電壓值就是等效電源的電動勢
2.內(nèi)阻就是用等效電動勢除以短路電流
對于一個(gè)電動勢為E內(nèi)阻為r的電源,與一個(gè)電阻R并聯(lián)的等效電動勢,在空載時(shí)利用理想電壓表測得的電壓就是R上的電壓,即為ER/(R+r）
對于一個(gè)電動勢為E內(nèi)阻為r的電源,與一個(gè)電阻R串聯(lián)的等效電動勢,在空載時(shí)利用理想電壓表測得的電壓由于電路中電流為零,R與r無電壓,所以電壓表電壓為E,等于電源電動勢

1.電源短路時(shí),電源電動勢E＝I*R=9*R;接電阻時(shí),電路電流I=(4.25/8.25)=0.5A;
因?yàn)槁范坞妷簽?.25伏,所以電源電動勢E=4.25+0.5*R; 因此,有:
9*R=4.25+0.5*R,所以R=0.5歐; 電源電動勢E＝I*R=9*R=4.5伏.

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