图解电源的功率习题(二)课件.ppt

1、一、闭合电路的欧姆定律二、电源的路端电压随电流的变化关系二、电源的路端电压随电流的变化关系rRIE=IR+IrE=U+Ir适用于纯电阻电路适用于非纯电阻电路适用于非纯电阻电路UEI IE/RU UE EB BO ODACI IA A点为工作点点为工作点S SBACOBACO为电源的输出功率为电源的输出功率EDCOEDCO为电源的总功率为电源的总功率S SADEBADEB为电源内消耗的功率为电源内消耗的功率练习练习:如图所示直线如图所示直线A为电源的为电源的U-I图线图线,直线直线B为电阻为电阻的的U-I图线图线,用该电源和该电阻组成闭合电路用该电源和该电阻组成闭合电路,则电源的则电源的输出功率

2、和电源的效率分别是输出功率和电源的效率分别是:（）A.4W,33%B.2W,33.3%C.2W,67%D.4W,67%I/AU/V 0 2 4 6 BA3210解解:由图线可知由图线可知R=1,E=3V r=0.5虚线和坐标轴所包围的面积等于输出功率虚线和坐标轴所包围的面积等于输出功率,P出出=4WP总总=EI=6W=P出出/P总总=4/6=67%D如图所示，如图所示，UI图线上，图线上，a、b、c各点均表示该电路各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，中有一个确定的工作状态，b点点=，则下列说法中，则下列说法中正确的是（正确的是（）A在在b点时，电源有最大输出功率点时，电源有最大输出功率B在

3、在b点时，电源的总功率最大点时，电源的总功率最大C从从ab 时，时，角越大，电源的总功率和输出功率角越大，电源的总功率和输出功率都将增大都将增大D从从bc 时，时，角越大，电源角越大，电源的总功率和输出功率都将减小的总功率和输出功率都将减小OcabUI 点拨：点拨：两图像与两图像与I轴的夹角轴的夹角和和的正的正切分别表示内阻和外电阻的大小切分别表示内阻和外电阻的大小.A D两个电源两个电源U UI I关系曲线如图关系曲线如图1010所示，分别所示，分别将两个电源接入两个电路中，对应得电阻分别为将两个电源接入两个电路中，对应得电阻分别为R R1 1和和R R2 2且且R R1 1=R=R2 2，

4、两电源的路端电压分别为，两电源的路端电压分别为U U1 1和和U U2 2，电源功率分别为，电源功率分别为P P1 1和和P P2 2，电源效率，电源效率1 1和和2 2，则下列关系式中正确的是：（，则下列关系式中正确的是：（）A.UA.U1 1U U2 2；B.PB.P1 1P P2 2；C.PC.P1 1 P2 2.UIO图图1012解析：由于解析：由于R R1 1=R=R2 2，可在，可在U UI I关系曲线中作外电阻的伏关系曲线中作外电阻的伏安特性曲线交安特性曲线交1 1、2 2两条直线的点两条直线的点A A和和B B即为两个电路的即为两个电路的工作点（如图工作点（如图1111所示）所

5、示）.读图显见读图显见U U1 1U U2 2，I I1 1I I2 2，P P1 1P P2 2，P P1 1 P P2 2，故，故A A、B B、C C三选项都是错误的三选项都是错误的.又电源又电源U UI I关系曲线的斜率反映电源内阻的大小，关系曲线的斜率反映电源内阻的大小，依据上图可得依据上图可得r r1 1rr乙乙r丙丙，且且r乙乙=R，则将，则将R先后接在这三个电源上时的情况相比，先后接在这三个电源上时的情况相比，下列说法中正确的是下列说法中正确的是（）A接在甲电源上时，通过接在甲电源上时，通过R的电流最大的电流最大B接在丙电源上时，通过接在丙电源上时，通过R的电流最大的电流最大C

6、接在乙电源上时，电阻接在乙电源上时，电阻R消耗的电功率最大消耗的电功率最大D接在丙电源上时，电阻接在丙电源上时，电阻R消耗的电功率最大消耗的电功率最大Er甲甲Er乙乙Er丙丙甲甲乙乙丙丙R接电源接电源解：解：rREI 22)rR(REP E、R、r一定，一定，r小的小的I、P大大B D五、电功率随电流的变化五、电功率随电流的变化对于图对于图1 1所示的电路，在闭合电键所示的电路，在闭合电键K K后，电源对后，电源对外电阻外电阻R R供电供电.由于电源内阻的存在，电源消耗由于电源内阻的存在，电源消耗的总功率的总功率P P总一部分转化成内耗功率总一部分转化成内耗功率P P耗耗，另一，另一部分为输出

7、功率部分为输出功率P P出出，它们的关系是：，它们的关系是：P P总总=P=P出出+P+P耗耗，对于特定的电源其电动势，对于特定的电源其电动势E E和内和内阻阻r r可视为一个定值，于是依全电路欧姆定律可视为一个定值，于是依全电路欧姆定律E=IE=I（R+rR+r）可得）可得P P总总=IE=IE，P P耗耗=I=I2 2r r，P P出出=IE-I=IE-I2 2r.r.KE,rR图1根据上述三式可绘制根据上述三式可绘制P-IP-I关系曲线如图关系曲线如图2 2所示，所示，其中其中I I是直线，它反映电源消耗的总功率是直线，它反映电源消耗的总功率P P总总 随电流随电流I I的变化规律，的变

8、化规律，是抛物线的右半支，是抛物线的右半支，它反映电源的内耗功率它反映电源的内耗功率P P耗耗随电流随电流I I的变化规律，的变化规律，是抛物线它反映电源的输出功率是抛物线它反映电源的输出功率P P出出随电流随电流I I的变化规律；图中的点的变化规律；图中的点A A表示短路状态，点表示短路状态，点B B是是抛物线抛物线的顶点，此时内耗功率和输出功率相的顶点，此时内耗功率和输出功率相等，都为总功率的一半，等，都为总功率的一半，O O点表示断路状态点表示断路状态.PIABCo 例例3 3：如图：如图3 3所示，直线所示，直线OBCOBC为某一直流电源的总为某一直流电源的总功率功率P P随电流随电流

9、I I变化的图线，抛物线变化的图线，抛物线OACOAC为同一电为同一电源内部的热功率源内部的热功率PrPr随电流随电流I I变化的图线，若变化的图线，若ABAB对对应的横坐标为应的横坐标为2A2A，那么线段，那么线段ABAB表示的功率为表示的功率为 ，I=2AI=2A时对应的外电阻为时对应的外电阻为 .P(W)94BO图3CI(A)A123解析：通过抛物线解析：通过抛物线OACOAC可知可知Pr=IPr=I2 2r r得得r=1r=1，读图，读图2 2知知A A、B B二点对应得纵坐标分二点对应得纵坐标分别是别是4W4W和和6W6W，又，又P=PP=P出出+P+Pr r，显见显见ABAB线段反映外电阻线段反映外电阻R R此此时消耗的功率时消耗的功率P P出出=2W=2W，依全，依全电路欧姆定律电路欧姆定律E=IE=I（R+rR+r）可得）可得R=0.5.R=0.5.六、电源的效率六、电源的效率 (1)电源的效率与外电阻的关系电源的效率与外电阻的关系R0r0.51R0E1rRR(2)(2)电源的效率与外电压的关系电源的效率与外电压的关系EU