能量轉(zhuǎn)換和電阻上的電壓降
發(fā)布時(shí)間:2013/10/23 20:45:18 訪問(wèn)次數(shù):1653
正如已經(jīng)學(xué)過(guò)的,當(dāng)電流流過(guò)電阻時(shí),XC18V04VQ44C電能轉(zhuǎn)換成熱能。這個(gè)熱量是由電阻材料的原子結(jié)構(gòu)內(nèi)部自由電子的碰撞而引起的。當(dāng)碰撞出現(xiàn)時(shí),釋放出熱量;而且當(dāng)電子通過(guò)材料移動(dòng)時(shí),會(huì)損失一部分已經(jīng)獲得的能量。
在學(xué)完本小節(jié)之后,應(yīng)該能夠解釋能量轉(zhuǎn)換和電壓降:
①討論電路中能星轉(zhuǎn)換的原因。
②定義電壓降。
③解釋能量轉(zhuǎn)換與電壓降之間的關(guān)系。
圖3. 21圖解說(shuō)明了以電子形式存在的電荷從電池的負(fù)端流出,經(jīng)過(guò)電路,回到電池的正端。電子從電池的負(fù)端m現(xiàn)時(shí),它們處在自身的最高能級(jí)。電子流過(guò)連接在一起形成電流通路的每一個(gè)電阻(將在第4章學(xué)習(xí),這種連接形式稱(chēng)為串聯(lián))。當(dāng)電子流過(guò)每一個(gè)電阻時(shí),它們以熱的形式消耗掉一部分能量。因此,電子進(jìn)入電阻的能量比它們流出電阻時(shí)的能量大,圖中用顏色的深淺來(lái)表示。當(dāng)電子經(jīng)過(guò)電路回到電池的正極時(shí),電子處在自身最低能級(jí)。
回憶一下,電壓等于單位電荷的能量(v=W/Q),而電荷是電子的屬性。根據(jù)電池的電壓,一部分能量傳遞給了從電池負(fù)端流出的所有電子。流過(guò)電路每一點(diǎn)的電子數(shù)是相等的,但是它們的能量隨著流過(guò)電路中的電阻而減小。
在圖3.21中,電阻器R,左端的電壓等于右端的電壓等于W。由于流進(jìn)Ri的電子又全部流出R,所以Q不變。然而,由于能量W小于能量W cntcr因此R。右端的電壓是小于R.左端的電壓的。由于能量的損失,在電阻器兩端減小的電壓稱(chēng)為電壓降( voltage drop)。R.右端的電壓比R,左端的電壓負(fù)的更少(或正的更多)。電壓降用“一”和“+”表示(+號(hào)表示負(fù)的更少或正的更多的電壓)。
電子在電阻器R.上損失了一些能量,而現(xiàn)在它們以更低的能級(jí)進(jìn)入R。當(dāng)電子流過(guò)電阻器R:時(shí),它們損失了更多的能量,其結(jié)果是在電阻器R2上形成另一個(gè)電壓降。
正如已經(jīng)學(xué)過(guò)的,當(dāng)電流流過(guò)電阻時(shí),XC18V04VQ44C電能轉(zhuǎn)換成熱能。這個(gè)熱量是由電阻材料的原子結(jié)構(gòu)內(nèi)部自由電子的碰撞而引起的。當(dāng)碰撞出現(xiàn)時(shí),釋放出熱量;而且當(dāng)電子通過(guò)材料移動(dòng)時(shí),會(huì)損失一部分已經(jīng)獲得的能量。
在學(xué)完本小節(jié)之后,應(yīng)該能夠解釋能量轉(zhuǎn)換和電壓降:
①討論電路中能星轉(zhuǎn)換的原因。
②定義電壓降。
③解釋能量轉(zhuǎn)換與電壓降之間的關(guān)系。
圖3. 21圖解說(shuō)明了以電子形式存在的電荷從電池的負(fù)端流出,經(jīng)過(guò)電路,回到電池的正端。電子從電池的負(fù)端m現(xiàn)時(shí),它們處在自身的最高能級(jí)。電子流過(guò)連接在一起形成電流通路的每一個(gè)電阻(將在第4章學(xué)習(xí),這種連接形式稱(chēng)為串聯(lián))。當(dāng)電子流過(guò)每一個(gè)電阻時(shí),它們以熱的形式消耗掉一部分能量。因此,電子進(jìn)入電阻的能量比它們流出電阻時(shí)的能量大,圖中用顏色的深淺來(lái)表示。當(dāng)電子經(jīng)過(guò)電路回到電池的正極時(shí),電子處在自身最低能級(jí)。
回憶一下,電壓等于單位電荷的能量(v=W/Q),而電荷是電子的屬性。根據(jù)電池的電壓,一部分能量傳遞給了從電池負(fù)端流出的所有電子。流過(guò)電路每一點(diǎn)的電子數(shù)是相等的,但是它們的能量隨著流過(guò)電路中的電阻而減小。
在圖3.21中,電阻器R,左端的電壓等于右端的電壓等于W。由于流進(jìn)Ri的電子又全部流出R,所以Q不變。然而,由于能量W小于能量W cntcr因此R。右端的電壓是小于R.左端的電壓的。由于能量的損失,在電阻器兩端減小的電壓稱(chēng)為電壓降( voltage drop)。R.右端的電壓比R,左端的電壓負(fù)的更少(或正的更多)。電壓降用“一”和“+”表示(+號(hào)表示負(fù)的更少或正的更多的電壓)。
電子在電阻器R.上損失了一些能量,而現(xiàn)在它們以更低的能級(jí)進(jìn)入R。當(dāng)電子流過(guò)電阻器R:時(shí),它們損失了更多的能量,其結(jié)果是在電阻器R2上形成另一個(gè)電壓降。
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