1、无 锡 科 技 职 业 学 院无 锡 科 技 职 业 学 院Wuxi Professional College of Science and Technology第1章 直流电路 1.2 1.2 电路元件及其伏安特性电路元件及其伏安特性1电阻电阻2欧姆定律欧姆定律目录CONTENTS3电源电源1.21.2电路元件及其伏安特性电路元件及其伏安特性电阻电阻 实验证明，导体对电流的通过具有一定的阻碍作用，称为导体的电阻，用实验证明，导体对电流的通过具有一定的阻碍作用，称为导体的电阻，用R表示，单位为表示，单位为（欧（欧姆姆）。不同的导体有不同的电阻，导体电阻的计算公式为）。不同的导体有不同的电阻，导
2、体电阻的计算公式为 式中式中 l为导体的长度，单位为为导体的长度，单位为m（米）；（米）；S为导体的截面积，单位为为导体的截面积，单位为m2（平方米）；（平方米）；为导体的电阻率，单位为为导体的电阻率，单位为m（欧（欧米）。米）。电阻电阻欧姆定律欧姆定律电源电源 R=lS1.21.2电路元件及其伏安特性电路元件及其伏安特性电阻电阻超导体超导体 导体的电阻还与温度有关，金属导体的电阻随温度的升高而增加，半导体的电阻随温度的导体的电阻还与温度有关，金属导体的电阻随温度的升高而增加，半导体的电阻随温度的升高而减小。有些金属和合金，在温度降低到升高而减小。有些金属和合金，在温度降低到4.2K(269)
3、时，电阻会突然消失，这种现象叫时，电阻会突然消失，这种现象叫做做超导现象超导现象。处于超导状态的导体叫做。处于超导状态的导体叫做超导体超导体。超导的应用超导的应用超导电缆超导电缆超导电动机超导电动机超导变电站超导变电站磁悬浮列车磁悬浮列车欧姆定律欧姆定律电源电源1.21.2电路元件及其伏安特性电路元件及其伏安特性1 1 电阻元件的欧姆定律电阻元件的欧姆定律欧姆定律欧姆定律电阻电阻欧姆定律欧姆定律电源电源 1826年德国科学家欧姆通过科学实验得出：年德国科学家欧姆通过科学实验得出：电阻的电压与通过的电流成正比。这一关系称为电阻的电压与通过的电流成正比。这一关系称为欧姆定律欧姆定律，也即是电阻元件
4、上的，也即是电阻元件上的伏安关系伏安关系。线性电阻的伏安特性曲线线性电阻的伏安特性曲线 在电阻上，当电压与电流为关联参考方向时，在电阻上，当电压与电流为关联参考方向时，欧姆定律表示为欧姆定律表示为 R=UI1.21.2电路元件及其伏安特性电路元件及其伏安特性欧姆定律欧姆定律1 1 电阻元件的欧姆定律电阻元件的欧姆定律电阻电阻电源电源例例 已知电阻已知电阻R10，电压，电压U100V，电压、电流的参考方向如图所，电压、电流的参考方向如图所示，求通过电阻的电流示，求通过电阻的电流I和电阻消耗的功率和电阻消耗的功率P。解：解：根据欧姆定律，在电压、电流为关联参考方向时根据欧姆定律，在电压、电流为关联
5、参考方向时 电流电流I为正，说明流过为正，说明流过R的电流的实际方向与参考方向一致。的电流的实际方向与参考方向一致。I=10（A）U 100V R 10 电阻消耗的功率电阻消耗的功率P为为 PRI2101021000W1（kW）电压电流参考方向图电压电流参考方向图1.21.2电路元件及其伏安特性电路元件及其伏安特性欧姆定律欧姆定律2 2 全电路欧姆定律全电路欧姆定律电阻电阻电源电源全电路全电路一个包含电源、负载在内的闭合电路称为全电路。一个包含电源、负载在内的闭合电路称为全电路。这就是这就是全电路欧姆定律全电路欧姆定律。I=US R0+RL 当开关当开关S合上构成闭合通路时合上构成闭合通路时1
6、.21.2电路元件及其伏安特性电路元件及其伏安特性欧姆定律欧姆定律3 3 电阻的连接电阻的连接电阻电阻电源电源电阻的串联电阻的串联（1）电阻元件的串联）电阻元件的串联 几个电阻依次相串，中间无分支的连接方式，叫做电阻的几个电阻依次相串，中间无分支的连接方式，叫做电阻的串联串联。串联电路的串联电路的特点特点：通过各电阻的电流是同一电流。通过各电阻的电流是同一电流。电路端口的总电压等于各个电阻上电压之和，电路端口的总电压等于各个电阻上电压之和，即即 UU1+U2+U3 几个电阻串联，可用一个总电阻来等效，总的等几个电阻串联，可用一个总电阻来等效，总的等 效电阻等于各个电阻之和。效电阻等于各个电阻之
7、和。即即 RR1+R2+R3 电路分压公式为电路分压公式为U1=U U2=U U3=UR1 R2 R3R1+R2+R3 R1+R2+R3 R1+R2+R3 R1.21.2电路元件及其伏安特性电路元件及其伏安特性欧姆定律欧姆定律3 3 电阻的连接电阻的连接电阻电阻电源电源电路图电路图（1）电阻元件的串联）电阻元件的串联 例题：例题：电路如图所示，已知电路如图所示，已知R14，R28，R318，电压，电压U120V。求。求电路总的等效电阻电路总的等效电阻R；通过电路的电流通过电路的电流I；电阻电阻R1、R2、R3上的电压上的电压U1、U2、U3；所消耗的功率所消耗的功率P1、P2、P3。解：解：R
8、R1+R2+R34+8+1830；IU/R 120V/30=4A；U1R1I4416V、U2R2I8432V U3R3I18472V。上述电压，也可用分压公式计算。上述电压，也可用分压公式计算。可见可见U=U1+U2+U3，各电阻上的电压与电阻的大小成正比各电阻上的电压与电阻的大小成正比。PUI1204480W0.48kW P1U1I16464W0.064kW P2U2I324128W0.128kW P3U3I724288W0.288kW 可见可见PP1P2P3，即总的消耗功率等于各个电阻消耗功率之和，即总的消耗功率等于各个电阻消耗功率之和，各电阻消耗的功率与电阻的大小成正比各电阻消耗的功率与
9、电阻的大小成正比。1.21.2电路元件及其伏安特性电路元件及其伏安特性欧姆定律欧姆定律3 3 电阻的连接电阻的连接电阻电阻电源电源两个电阻的并联两个电阻的并联（2）电阻元件的并联）电阻元件的并联 例题：例题：电路如图所示，已知电路如图所示，已知R13，R26，U10V。求：。求：电路总的等效电阻电路总的等效电阻R；电路总电电路总电流流I和各电阻上的电流和各电阻上的电流I1、I2；电路总的消耗功率电路总的消耗功率P和各电阻所消耗的功率和各电阻所消耗的功率P1、P2。解：解：R 2;R1R2 36R1+R2 3+6可见可见I=I1+I2，电阻上的电流与电阻的大小成反比电阻上的电流与电阻的大小成反比
10、。I 5A；U 10VR 2I1、I2也可用分流公式计算。也可用分流公式计算。I13.33（A）、）、I21.67（A）R1 3 U 10VU 10V R2 6 PUI10550（W）P1UI11033.3（W）P2UI21016.7（W）可见可见P=P1+P2，即总的消耗功率等于各个电阻消耗功率之和，即总的消耗功率等于各个电阻消耗功率之和，电阻消耗的功率与各电阻的大小成反比电阻消耗的功率与各电阻的大小成反比。1.21.2电路元件及其伏安特性电路元件及其伏安特性欧姆定律欧姆定律3 3 电阻的连接电阻的连接电阻电阻电源电源电阻的并联电阻的并联（2）电阻元件的并联）电阻元件的并联 几个电阻跨接在相
11、同的两点之间的连接方式，叫做电阻的几个电阻跨接在相同的两点之间的连接方式，叫做电阻的并联并联。并联电路的并联电路的特点特点：各电阻的电压是同一电压。各电阻的电压是同一电压。电路端口的总电流等于各个电阻上电流之和，电路端口的总电流等于各个电阻上电流之和，即即 II1+I2+I3 电路总的等效电阻的倒数等于各个电阻倒数之和，电路总的等效电阻的倒数等于各个电阻倒数之和，即即 +1 1 1 1 R R1 R2 R3 R1+R2 R1+R2I1 I I2 IR2 R1 两个电阻并联的分流公式两个电阻并联的分流公式为I1I2I3R +1 1 1 R R1 R2 R R1R2R1+R2(两个电阻并联两个电阻
12、并联 )1.21.2电路元件及其伏安特性电路元件及其伏安特性欧姆定律欧姆定律3 3 电阻的连接电阻的连接电阻电阻电源电源（3）电阻元件的混联）电阻元件的混联 既有串联又有并联的电路称为既有串联又有并联的电路称为混联混联电路。混联电路的形式多种多样，但可以利用电阻串并联电路。混联电路的形式多种多样，但可以利用电阻串并联关系进行逐步化简。关系进行逐步化简。例题：例题：计算图计算图a所示电路的等效电阻所示电路的等效电阻Rab。解：解：将将a图中图中6与与6两个电阻并联得两个电阻并联得3，12与与10保留得电路保留得电路b所示；所示；将将b图中图中3与与12两个电阻串联得两个电阻串联得15，保留，保留
13、10电路，得电路，得图图c电路；电路；将将c图中图中15与与10两个电阻为并联，其等效电阻为两个电阻为并联，其等效电阻为Rab 6151015+10混联电路混联电路3cdece1.21.2电路元件及其伏安特性电路元件及其伏安特性电路及其组成电路及其组成1 1 电压源电压源对外提供电压的电源称为对外提供电压的电源称为电压源电压源。电源电源欧姆定律欧姆定律忽略内阻或内阻忽略内阻或内阻为零的电压源为零的电压源考虑内阻，即内阻考虑内阻，即内阻不为零的电压源不为零的电压源实际电压源理想电压源电压源US I RL UUSROI 1.21.2电路元件及其伏安特性电路元件及其伏安特性电路及其组成电路及其组成1 1 电流源电流源对外提供电流的电源称为对外提供电流的电源称为电流源电流源。电源电源欧姆定律欧姆定律忽略内阻或内阻忽略内阻或内阻为无穷大的电流源为无穷大的电流源考虑内阻，即内阻考虑内阻，即内阻不为无穷大的电流源不为无穷大的电流源实际电流源理想电流源电流源URLIS UIIS RO The End
