純電阻電路

純電阻電路

純電阻電路就是除電源外,只有電阻元件的電路,或有電感和電容元件,但它們對電路的影響可忽略。電壓與電流同頻且同相位。電阻將從電源獲得的能量全部轉變成內能,這種電路就叫做純電阻電路。 基本上,只要電能除了轉化為內能以外沒有其他能的轉化,此電路為純電阻電路。

基本介紹

  • 中文名純電阻電路
  • 外文名:circuitry of pure resistance
  • 特點:除電源外,只有電阻元件的電路
  • 優點電能全部轉化為內能
  • 焦耳定律公式:Q=I2Rt=UIt=Pt=UC
詳細解釋,事例,說明,相關介紹,

詳細解釋

事例

但是,發動機,電風扇等,除了發熱以外,還對外做功,所以這些是非純電阻電路。白熾燈把90%以上的電能都轉化為熱能,只有很少轉化為光能。所以,在中學電學計算中,白熾燈也近似看做純電阻。而節能燈則大部分能量轉換成了光能所以節能燈屬於非純電阻電路。這也是為什麼白熾燈遠比節能燈耗電的原因(節能燈幾乎將電能全部轉化為了光能)
只要符合歐姆定律的不管它將能量轉化成什麼能,動能也好,化學能也好,光能也好。只要電流相位和電源一致,符合歐姆定律就可以看做是純電阻電路。因為在計算和分析上可以這么去做。當然,在有電動機存在的電路,電能被轉化成動能,經電容補償後可以使相位平衡,功率因數可以為1,但是在分析的時候卻不能把他們看成純電阻電路,電壓電流和電阻的關係不對。凡是存在其他能量轉化的,基本上都不是只有電阻性負載存在,計算阻值和電壓電流關係的時候就不能看做純電阻電路。

說明

準確來說,歐姆定律全部式子在焦耳定律中的所有變形式(如Q=I^2Rt=U^2/R*t Q=W=Pt=UIt等)都能在純電阻電路中使用。
純電阻電路是指電路中只含有電阻元件的電路。
在純電阻電路中歐姆定律和焦耳定律式成立。
注: 焦耳定律原式Q=I^2R*t可在幾乎任何電路中使用。

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高中會學到電路中的幾種基本元件:電阻,電感電容
在高中範圍內接觸的電路定量計算的問題中,典型的非純電阻電路:發電機,變壓器。他們都是利用電磁感應工作的,雖然也有電阻,但同時也有電感,所以不是純電阻電路,不能用歐姆定律計算。
至於說自由電荷在導體中定向移動的阻力,可以這樣理解:
金屬導體是由電子和相應正粒子點陣組成的,其中電子大多可以自由移動,故被稱作自由電子;而正粒子幾乎不動,成晶體點陣排列而組成晶格。自由電子在導體中定向移動的時候與正粒子晶格頻繁碰撞,從而減速,其作用相當於受到與運動方向相反的阻力,這也就是電阻率微觀解釋。
由上述分析不難看出,當自由電子定向移動的速度增大時,和正粒子晶格碰撞將更加頻繁,也就是巨觀上表現為阻力更大。
還有,線性元件,是指I~U曲線為直線的元件,即所謂線性。而I~U曲線為直線意味著什麼,其實就是電阻R不隨電壓U變化,即電阻恆值。所以只要電阻變的都是非線性元件。不光是純金屬,半導體,乃至一般的導體,它們的電阻都會隨電壓U變化,所以都是非線性元件。只不過在一般情況下,導體電阻在我們所考慮的問題中變化不大時,大家習慣上把它當作線性元件來處理,即近似看作電阻為恆值,並且在很多情況下這樣的近似是非常好用又非常合理的。

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