第二章恒定电流
一、纯电阻电路和非纯电阻电路1对于纯电阻电路如白炽灯、电炉丝等构成的电路,电流做功将电能全部转化为内能,W=Q=UIt=UR2t=Pt2对于非纯电阻电路如含有电动机、电解槽等的电路,电功大于电热在这种情况下,不能
1
f用I2Rt或UR2t来计算电功例1如图1所示,电源的电动势E=110V,电阻R1=21Ω,电动机线圈的电阻R0=05Ω,开关S1始终闭合当开关S2断开时,电阻R1的电功率是525W;当开关S2闭合时,电阻R1的电功率是336W,求:
图1
1电源的内电阻;
2当开关S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率
答案11Ω226A1606W解析1设S2断开时R1消耗的功率为P1,则P1=R1+Er2R1,代入数据可以解得,r=1Ω2设S2闭合时R1两端的电压为U,消耗的功率为P2,则P2=UR21,解得,U=84V
由闭合电路欧姆定律得,E=U+Ir,
代入数据,得I=26A
流过R1的电流为I1,流过电动机的电流为I2,I1=RU1=4A,而I1+I2=I,所以I2=22A,
由
UI2=P
出+I2
R20
代入数据得,P出=1606W
二、含容电路的计算
1分析含电容器的电路时应注意电容器两极板分别与电路中哪两点等势,从而可确定电容器
两极板间电势差和带电荷量的正负
2当电路发生变化时,注意分析电容器两板电势的变化,计算电容器电量变化量时,要注意
极板电荷电性的变化若某一极板原来带正电Q1,后来变为带正电Q2,则电量变化量大小ΔQ
=Q1-Q2;若该极板由原来带正电Q1变为后来带负电-Q2,则ΔQ=Q1+Q2
例2如图2所示,已知路端电压U=18V,电容器C1=6μF、C2=3μF,电阻R1=6Ω、
R2=3Ω当开关S断开时,A、B两点间的电压UAB等于多少?当S闭合时,电容器C1的电荷
2
f量改变了多少?
图2答案18V减少了36×10-5C解析在电路中电容器C1、C2相当于断路当S断开时,电路中无电流,B、C等势,A、D等势,因此UAB=U=18V当S闭合时,R1和R2串联,C1两端的电压等于R1两端电压,C2两端的电压为R2两端电压,C1电荷量变化的计算首先从电压变化入手当S断开时,UAC=18V,电容器C1带电荷量为Q1=C1UAC=6×10-6×18C=108×10-4C当S闭合时,电路R1、R2导通,电容器C1两端的电压即电阻R1两端的电压,由串联电路的电压分配关系得UAC′=R1+R1R2U=6+63×18V=12V此时电容器C1的带电荷量为Q′=C1UAC′=6×10-6×12C=72×10-5C电容器C1带电荷量的变化量为ΔQ=Q′-Q1=-36×10-5C负号表示减少,即C1的带电荷量减少了36×10-5C三、电路故障的分析电路故障的分析方法1仪r