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1.2.2电位与电压新课导入问题:电流是带电粒子定向移动形成的。究竟是什么原因使带电粒子做定向移动呢?为了弄清这个问题,我们今天就来学习电位与电压一、电位引言:就如空间的每一点都有一定的高度一样,电路中每一点都有一定的电位。电位用字母V表示,不同点的电位用字母V加下标表示。例如VA表示A点的电位。计算高度先要确定一个高度的起点,例如,一棵树高10m。这是从地面算起。计算电位也要先指定一个电位的起点,称为零电位点(或参考点),该点的电位值规定为0.原则上可以任意选定实际上:1对于强电的电力电气线路,以大地为参考点,用符号表示2在弱电的电子线路中,一般以装置的或底板为参考点,用符号表示。3很多元件汇集的公共点零电位的选定二、电压引言:正是由于空间高度的差异,才会引起液体从高处向低处流动,电路中电流的产生也必须有一定的电位差,在电源外部通路中,电流从高电位点流向低电位点,在电源内部电流从低电位点流向高电位点。电路中A、B两点的电位之差称为这两点的电压UAB=VA-VB电压的定义电压的方向电压的方向规定由高电位点(标“+”)指向低电位点(标“-”)。与电流情况类似,在分析计算电路以前,我们可能并不知道电压的实际方向,所以同样采用假设一个电压参考方向,由计算结果的正、负来决定其实际方向。计算结果为正,表示实际方向和参考方向一致,反之则相反。电位、电压的单位电位和电压的单位都是V(伏),常用单位还有mV(毫伏)、uV(微伏)等换算关系:1V=103mV=106uV三、电路中各点电位的分析和计算1、电路中计算电位的起点2、零电位的选定:原则上可以任意选定习惯上:1大地2接地的设备机壳3很多元件汇集的公共点一、零电位点二、电位1、定义:电路中任一点与零电位点之间的电压(电位差)。2、符号:VA点的电位可表示为VAB点的电位可表示为VB3、单位:伏特(V)三、计算电路中某点电位的方法及步骤:1、根据题意选择好零电位点;2、确定电路中电流的方向和各元件两端电压的正负极;*请确定下列各图中电流的方向:1电流的流向:当回路中存在一个电源时:电流的方向与电源电动势方向相同;当回路中存在两个电源时:(1)如果两个电源电动势方向相同,则电流的方向与电动势的方向相同;(2)如果两个电源的电动势方向相反,则电流的方向与电动势大的方向相同。*请确定下列各元件电压的正负号:2各元件电压的正负号:1)先遇到电源正极就取正;若先遇电源负极则取负。2)根据电流的流向确定电阻两端的正负。电流先经过的一端为正,另一端为负。3、采用“下楼法”求解各点电位即:电路中某点“走”至参考点,沿途各元件的电压代数和即该点的电位。三、计算电路中某点电位的方法及步骤:1、根据题意选择好零电位点;2、确定电路中电流的方向和各元件两端电压的正负极;3、采用“下楼法”求解各点电位即:电路中某点“走”至参考点,沿途各元件的电压的代数和即该点的电位。例1如图1.4所示,求分别以C点和A点为参考点时,A、B、C三点的电位以及UAB。结论:参考点选择不同,电位也不同,但两点之间的电压不变,即电位与参考点有关,而电压与参考点无关。图1.4例1.1附图例2、如图所示,已知E1=45V,E2=12V,电源内阻可忽略不计,R1=5Ω,R2=4Ω,R3=2Ω,求B、C、D三点的电位?计算UAB、UBC、UBD的电压。解:选择A点为零电位点(接地点)电流的方向及各元件电压的正负极如图,1212345123542EEVVIARRR(1)B点的电位:①B→A②B→C→D→E→A15315BVRIAV1322BVERIERI45231243VAVA15V(2)C点的电位:①C→B→A②C→D→E→A11CVERI4553VA30V322CVRIERI231243AVA30V(3)D点的电位:①D→E→A②D→C→B→A22DVERI1243VA24V311DVRIERI234553AVA24V计算UAB、UBC、UBD的电压UAB=VA-VB=0-(-15V)=15VUBC=VB-VC=(-15V)-30V=-45VUBD=VB-VD=(-15V)-24V=-39V例3、如果例1中改为E点接地,其他条件不变,E1=45V,E2=12V,电源内阻可忽略不计,R1=5Ω,R2=4Ω,R3=2Ω,求:A、B、C、D点的电位?计算UAB、UBC、UBD的电压。解:选择E点为零电位点(接地点)24312AVRIAV11245534318CVERIRIVAAV12534327BVRIRIAAV212DVEV计算UAB、UBC、UBD的电压UAB=VA-VB=-12V-(-27V)=15VUBC=VB-VC=(-27V)-18V=-45VUBD=VB-VD=(-27V)-12V=-39V比较A点为零电位点和E点为零电位点各点的电位和任意两点的电压A点为零电位点VA=0VVB=-15VVC=30VVD=24VUAB=15VUBC=-45VUBD=-39VE点为零电位点VA=-12VVB=-27VVC=18VVD=12VUAB=15VUBC=-45VUBD=-39V※结论电路中某点的电位与选择的路径无关;在同一个电路中,若选择不同的零电位点时,电路中各点的电位将发生变化,但电路中任意两点的电压却不会改变。练习:如图所示,R1=2Ω,R2=3Ω,E=6V,内阻不计,I=0.5A,求下列情况的UAC、UBC、UDC?(1)当电流从D流向A时;(2)当电流从A流向D时。解:以C点为零电位点(接地点)(1)当电流从D流向A时:电路中电流的流向及各元件上电压的正负极如图所示:1AVRIE20.56AV5VBVE6VCVO2DVRI30.51.5AVACACUVVBCBCUVV606VVDCDCUVV1.501.5VV505VV(2)当电流从A流向D时:电路中电流的流向及各元件上电的正负极如图所示:1AVRIE20.56AV7VBVE6V0CV2DVRI30.5A1.5VACACUVV707VVBCBCUVV606VVDCDCUVV1.501.5VV
本文标题:电位与电压
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