純電阻

純電阻

純電阻是指通電後只發熱而不會發光或者有其他作用的電阻,可以利用歐姆定律進行計算。

純電阻電路就是指電能全部轉化為內能,而不轉化為其他形式的能量的電路,例如電爐,熱得快,白熾燈(但日光燈不是),電烙鐵,熨斗,等等,它們只是發熱。它們都是純電阻電路。

基本介紹

  • 中文名:純電阻
  • 外文名:pure resistance
  • 表現:電能全部轉化為內能
  • 相關產品:電烙鐵,熨斗
  • 說明:電路中只含有電阻元件的電路
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電路簡介

電路中只含有電阻的電路.電流通過電路時,所消耗的電能全部轉化為熱能,此種電路的特點是電功等於電熱,即W=Q,如電爐、電烙鐵、白熾燈等均屬於純電阻元件。
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。
純電阻純電阻
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。

純電阻電路

1.純電阻電路電壓與電流的關係
純電阻電路電阻兩端的電流和電壓相位相同。其瞬時值、最大值、有效值的關係均遵守歐姆定律。
2.瞬時功率
PR=uRi=UmImsinωt
瞬時功率總是正值,電阻是耗能元件。
3.平均功率
P=UI=IR=U/R
純電阻純電阻
平均功率是指瞬時功率在一個周期內的平均值,用P表示,單位為瓦 特(W),平均功率等於電壓與電流有效值的乘積。

適用領域

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。焦耳定律原式Q=I^2R*t可在幾乎任何電路中使用。
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:
純電阻純電阻
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,這也就是電阻率的微觀解釋。
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。

各純電路

電路的形式項目
純電阻電路
純 電 感 電 路
純 電 容 電 路
有效值
U=RI
U=XLI
U=XCI
向量式
=R
=jXL
=-jXC
相位關係
電壓與電流同相
電壓超前於電流90°
電壓滯後於電流90°
有功功率
P=UI
P=0
P=0
無功功率
Q=0
Q=UI
Q=-UI

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