Mạch điện dòng một chiều

Chia sẻ: Nguyen Nam | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:19

Thêm vào BST

Báo xấu

106
lượt xem 18
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Dòng điện không đổi 1.1. Bản chất dòng điện: dòng các hạt điện chuyển động có h-ớng, chiều của hạt r d-ơng I Trong dung Trong chất Trong kim khí dịch điện phân loại Trong Chõn khụng, ch?t bỏn d?n ? .1.2. Những đại l-ợng đặc tr-ng: • C-ờng độ dòng điện= điện l-ợng qua S/s dq I= dt • Véc tơ mật độ dòng điện r M tai điểm M có gốc tại M, J chiều chuyển động hạt dSn d-ơng, giá trị r r dI = JdS n = JdS dI r r J= A/m2 dS n I = dI =...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Mạch điện dòng một chiều

M¹ch ®iÖn dßng mét chiÒu
1. Dßng ®iÖn kh«ng ®æi 1.1. B¶n chÊt dßng ®iÖn: dßng c¸c h¹t ®iÖn chuyÓn ®éng cã h−íng, chiÒu cña h¹t r E d−¬ng + -+ -e -- + -- -e -+ e + e + + -- - - +- +e - I Trong dung Trong chÊt Trong kim khÝ dÞch ®iÖn ph©n lo¹i Trong Chân không, chất bán dẫn ?
1.2. Nh÷ng ®¹i l−îng ®Æc tr−ng: • C−êng ®é dßng ®iÖn= ®iÖn l−îng qua S/s t t dq q = ∫ dq = ∫ Idt = It I= 1C=1A.1s dt 0 0 • VÐc t¬ mËt ®é dßng ®iÖn r J M tai ®iÓm M cã gèc t¹i M, chiÒu chuyÓn ®éng h¹t dSn rr d−¬ng, gi¸ trÞ dI = JdS n = JdS dI J= rr A/m2 ∫ ∫ I = dI = JdS dS n S S
èng dßng ®iÖn: n0, |e|, v , dSn r v Sè h¹t ®iÖn ®i qua dSn trong r + J mét ®¬n vÞ thêi gian: + dn = n 0 ( vdS n ) dSn dI =| e | dn =| e | n 0 ( vdS n ) J = dI / dS n = n 0 | e | v r r J = n 0 ev r r Dßng nhiÒu lo¹i h¹t: J = ∑ n 0 i e i v i i
1.3 §Þnh luËt Ohm ®èi víi mét ®o¹n m¹ch ®iÖn trë thuÇn I=(V -V )/R 1 2 rB §é dÉn cña ®o¹n m¹ch: A rE g=1/R I V • §iÖn trë vμ ®iÖn trë suÊt: V1 > 2 R=(V1 -V2)/I R=ρl/Sn Thø nguyªn:Ω=V/A Phô thuéc cña ®iÖn trë vμo nhiÖt ®é: α = ΔR RΔT RT=R0(1+α.ΔT). T¹i 20oC ρ106Ωm α103K-1 RT §iÖn trë t¹i nhiÖt ®é T Ag 0,016 3,8 R0 §iÖn trë t¹i nhiÖt ®é T0 Al 0,027 4,7 ΔT=T-T0. Cu 0,017 3,9
• D¹ng vi ph©n ®Þnh luËt V+dV V r Ohm r E dSn J dI=[V-(V+dV)]/R=-dV/R R=ρdl/dSn dl dI 1 dV J = σE J= = (− ) dS n ρ dl r r J = σE T¹i mét ®iÓm bÊt k× cã dßng ®iÖn ch¹y qua vÐc t¬ mËt ®é dßng ®iÖn tû lÖ víi vÐct¬ c−êng ®é ®iÖn tr−êng t¹i ®iÓm ®ã.
2. M¹ch ®iÖn mét chiÒu - 2.1. SuÊt ®iÖn ®éng C+ - • Nguån ®iÖn: Duy tr× cùc - d−¬ng, ©m + → §Èy ®iÖn tÝch ©m tõ cùc d−¬ng sang cùc ©m vμ ®Èy ®iÖn tÝch d−¬ng tõ cùc ©m sang cùc d−¬ng. §©y kh«ng ph¶i lùc tÜnh ®iÖn! =>Lùc l¹ ®Èy ®iÖn tÝch trong nguån: T−¬ng t¸c ph©n tö, c¶m øng ®iÖn tõ, lùc ®iÖn tõ => Tr−êng l¹
• SuÊt ®iÖn ®éng cña nguån ®iÖn: lμ ®¹i l−îng cã gi¸ trÞ b»ng c«ng cña lùc ®iÖn tr−êng dÞch chuyÓn ®iÖn tÝch +1 mét vßng quanh m¹ch kÝn cña nguån ®ã. ∫ r r* r ζ = A/q A = q(E + E )ds r C E VÐc t¬ c−êng ®é tr−êng tÜnh ®iÖn r* E VÐc t¬ c−êng ®é ®iÖn tr−êng l¹ rr r* r rr ζ = A / q = ∫ Ed s + ∫ E d s ∫ Ed s = 0 C C C
SuÊt ®iÖn ®éng cña nguån ®iÖn: lμ ®¹i l−îng cã gi¸ trÞ b»ng c«ng cña lùc ®iÖn tr−êng l¹ dÞch chuyÓn ®iÖn tÝch +1 mét vßng quanh m¹ch kÝn cña nguån ®ã. r* r ² SuÊt ®iÖn ®éng cña nguån ζ = ∫ E d s ®iÖn =L−u sè cña tr−êng l¹ C - + Trong pin t¹i bÒ mÆt ®iÖn cùc cã hiÖu thÕ nh¶y vät: v S§§ trong pin=tæng c¸c ΔV hiÖu ®iÖn thÕ nh¶y vät ΔV ΔV
2. 2 §Þnh luËt Kirchhoff §Þnh luËt: Tæng hiÖu ®iÖn thÕ cña toμn m¹ch ∑kÝn V = M¹ch kÝn i = 0 ∑U Δ kÝn b»ng kh«ng M¹ch HiÖu ®iÖn thÕ=sù thay ®æi ®iÖn thÕ tõ ®iÓm nμy tíi ®iÓm kia • Nguån: ChiÒu dÞch chuyÓn ChiÒu dÞch chuyÓn a b -+ a b -+ Uab=Vb-Va=+ζ Uba=Va-Vb=-ζ • Tô a b a b -+ -+ Uab= Vb-Va=+ Q/C Uba= Va-Vb=- Q/C
• §iÖn trë a a b b I R I R Uba= Va-Vb=+IR Uab= Vb-Va=-IR • M¹ch: U1 U2 I3 I1 §Þnh luËt Kirchhoff U3 U7 ®èi víi tæng hiÖu ®iÖn U4 thÕ trªn toμn m¹ch kÝn I2 I4 U6 U5 -U1- U2- U3+ U4+ U5+U6+U7 =0
ξ1- Ir1- Ir2- ξ2- IR3-IR4=0 ThÝ dô: R3=3Ω r2=0,1Ω r1=0,4Ω ξ2=6V I= (ξ1- ξ2 )/(r1+r2+R3+R4) -+ +- ξ1=12V =6V/13,5 Ω ≈ 0,4A I R4=10Ω V R3 r1 ξ 1+ r2 - ξ 2+ R4 -
§Þnh luËt Kirchhoff vÒ tæng dßng ®iÖn ®èi víi nót m¹ch: Tæng dßng ®iÖn t¹i mét nót m¹ch I2 b»ng kh«ng. I1 I3 LÊy chiÒu vμo nót lμ chiÒu d−¬ng: O ∑I − I1 − I 2 + I 3 − I 4 + I 5 = =0 i I5 I4 i t¹iO 2.T×m dßng trong m¹ch: Bμi tËp: 1. TÝnh R3 ξ1=6V;ξ2=12V I3=0.1A + - +- R1=5Ω R2=20Ω R2=10Ω ξ2=6V +- ξ1=3V -+ I3 R R3 =80Ω 3 R1=100Ω
M¹ch RC: • §ãng kho¸ K, tô C ®−îc n¹p t=0 R Khi ®· b·o hoμ: ζ=Q0/C + ζ C Khi ®ang n¹p, ¸p dông - ®Þnh luËt Kirchhoff: Q ζ − IR − = 0 C dQ dQ Q = dt RC ζ−R − =0 Cζ − Q dt C t t − dQ ζ − Q = Cζ(1 − e ) RC I= =e RC dt R
• Quy luËt thay ®æi dßng I ζ trong m¹ch khi n¹p ®iÖn Dßng gi¶m khi R tô ®−îc n¹p cho tô: ζ t ζ − RC 0,37 I= e R R t τ=RC Q ®iÖn tÝch t¨ng • Quy luËt thay ®æi ®iÖn khi tô n¹p tÝch trªn b¶n tô khi n¹p 0,95Cζ 0,63Cζ ®iªn cho tô: t τ=3RC − Q = Cζ(1 − e ) t RC τ=RC
• Tô phãng ®iÖn qua ®iÖn trë cña m¹ch R ¸p dông ®Þnh luËt Kirchhoff cho I + + m¹ch kÝn Q - -C dQ − IR + = 0 I=− C dt dQ Q + =0 dQ dt dt RC =− I Q RC §iÖn tÝch gi¶m khi Q0 t − tô phãng ®iÖn Q = Q 0e RC 0,37Q 0 t Q0 dQ − t I= =− e RC τ=RC dt RC
• N¨ng l−îng cña m¹ch RC: N¨ng l−îng toμn phÇn do pin cung cÊp: Theo ®Þnh nghÜa suÊt ®iÖn ®éng: Wpin = ζ.(Cζ ) = Cζ 2 ζ=A/Q0 ; Wpin=A; Q0= Cζ N¨ng l−îng n¹p vμo tô: WC = Cζ 2 2 N¨ng l−îng to¶ trªn ®iÖn trë: ∞ 2∞ 2t ζ − WR = ∫ I Rdt = ∫e 2 dt RC R 0 0 Cζ 2t 2 ζ 2 RC − = ∞ = (− e )| RC 0 R 2 2 Wpin = WC + QR
Bμi tËp: 1. TÝnh R3 Víi I3=0.1A theo 2 chiÒu R1=5Ω R2=20Ω ξ2=6V +- ξ1=3V -+ I3 R 3
2.T×m dßng trong m¹ch: I1=I2+I3 ξ1=6V;ξ2=12V + - +- I 2 R 2 + ( I 2 + I 3 ) R 1 − ζ1 = 0 R2=10Ω − ζ 2 + I3R 3 − I 2 R 2 = 0 R3 =80Ω ζ 2 + I2R 2 R1=100Ω I2 I3 = R3 I1 I3 R1 I 2 (R 2 + R 1 ) + (I 2 R 2 + ζ 2 ) − ζ1 = 0 R3 − ζ 2 R 1 + ζ1 I2 = =0 R 1R 2 + R 3 R 1 + R 3 R 2