【正文】 電源力大小的物理量。 電動(dòng)勢(shì)的方向是電源力克服電場(chǎng)力移動(dòng)正電荷的方向， 從低電位到高電位。 本書(shū)在以后論及電源時(shí)， 一般用其端電壓 U來(lái)表示。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 電場(chǎng)力做功所消耗的電能是由電源提供的 。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 電路的三種狀態(tài) 電源與負(fù)載相連接 ， 根據(jù)所接負(fù)載的情況 ， 電路有三種工作狀態(tài)： 空載 、 短路 、 有載 。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 圖 19 簡(jiǎn)單直流電路 ＋－ER0RLSU1U2第 1章 電路的基本概念與基本定律 空載狀態(tài) 空載狀態(tài)又稱斷路或開(kāi)路狀態(tài) ， 如圖 19所示 ， 當(dāng)開(kāi)關(guān) S斷開(kāi)或連接導(dǎo)線折斷時(shí) ， 電路就處于空載狀態(tài) ， 此時(shí)電源和負(fù)載未構(gòu)成通路 ， 外電路所呈現(xiàn)的電阻可視為無(wú)窮大 ， 電路具有下列特征： （ 1） 電路中電流為零， 即 I=0。 因此 ， 要想測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì) ， 只要用電壓表測(cè)量電路的開(kāi)路電壓即可 。 短路時(shí)外電路所呈現(xiàn)的電阻可視為零 ， 電路具有下列特征： 0REIa ? (111) 此電流稱為短路電流 。 但對(duì)外電路無(wú)輸出電流 ， 即 I=0。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 (3) 電源的輸出功率 P1和負(fù)載所吸收的功率 P2均為零 ， 這時(shí)電源電動(dòng)勢(shì)發(fā)出的功率全部消耗在內(nèi)電阻上 ， 即 P1=U1I, P2=U2I 0202RIREEIP ssE ???(112) 第 1章 電路的基本概念與基本定律 由于電源電動(dòng)勢(shì)發(fā)出的功率全部消耗在內(nèi)電阻上 ， 因而會(huì)使電源發(fā)熱以至損壞 。 此外 ， 通常還在電路中接入熔斷器等保護(hù)裝置 ， 以便在發(fā)生短路時(shí)能迅速切除故障 ， 達(dá)到保護(hù)電源及電路器件的目的 。 此時(shí)電路有下列特征： （ 1） 電路中的電流為 LRREI?? 0 (113) 當(dāng) E和 R0一定時(shí) ， 電流由負(fù)載電阻 RL的大小決定 。 若忽略線路上的壓降 ， 則負(fù)載的端電壓等于電源的端電壓 ， 即 U1=U2 第 1章 電路的基本概念與基本定律 （ 3） 電源的輸出功率為 P1=U1I=（ ER0I） I=EIR0I2 (115) 上式表明 ， 電源電動(dòng)勢(shì)發(fā)出的功率 EI減去內(nèi)阻上消耗的功率 R0I2才是供給外電路的功率 。 電流越大 ， 溫度越高 。 另外 ， 當(dāng)電壓過(guò)高時(shí) ， 也可能使設(shè)備的絕緣被擊穿而損壞 。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 為了保證電氣設(shè)備和器件能安全 、 可靠 、 經(jīng)濟(jì)地工作 ， 制造商規(guī)定了每種設(shè)備和器件在工作時(shí)所允許的最大電流 、 最高電壓和最大功率 ， 這稱為電氣設(shè)備和器件的額定值 ， 常用下標(biāo)符號(hào) “ N”表示 ， 如額定電流 IN、 額定電壓 UN和額定功率 PN。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 電氣設(shè)備應(yīng)盡量工作在額定狀態(tài) ， 這種狀態(tài)又稱為滿載狀態(tài) 。 在一般情況下 ， 設(shè)備不應(yīng)過(guò)載運(yùn)行 。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 圖 110 例 11 的電路 ＋－ER1R3U2I1R2I2I3第 1章 電路的基本概念與基本定律 ［ 例 11］ 在圖 110所示的電路中 ， 已知 E=36 V, R1=2 kΩ， R2=8 kΩ， 試在下列三種情況下 ， 分別求出電壓 U2和電流 I I3。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 （ 2） 當(dāng) R3=∞ 時(shí)， 電路中的總電阻為 ?kRR RRRR 688 88232321 ????????故 VIRUmAIIImAREI243832166362221321??????????第 1章 電路的基本概念與基本定律 （ 2） 當(dāng) R3=∞ 時(shí) ， 電路中的總電阻為 R=R1+R2=10 kΩ 故 01036312?????ImAREII U2=R2I2=8 = V 第 1章 電路的基本概念與基本定律 （ 3） 當(dāng) R3=0時(shí) ， R2被短路 ， 電路中的總電阻為 R=R1=2 kΩ I2=0 VUmAREII018236213?????第 1章 電路的基本概念與基本定律 ［ 例 12］ 圖 111所示電路可用來(lái)測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì) E和內(nèi)電阻 R0。 試求電動(dòng)勢(shì) E和內(nèi)阻 R0（ 設(shè)電壓表的內(nèi)阻為無(wú)窮大 ） 。 （ 1） 試求端電壓 U； （ 2） 此支路是供電支路還是用電支路 ？ 求出供電或用電的功率； （ 3） 求蓄電池發(fā)出或吸收的功率； （ 4） 求電阻所消耗的功率 。 設(shè)該支路供電或用電的功率為 P； 蓄電池發(fā)出或吸收的功率為 PE； 電阻所消耗的功率為 PR。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 （ 3） 蓄電池正在充電 ， 其吸收的功率為 PE=EI=30 2=60 W （ 4） 電阻所消耗的功率為 PR=I2R=22 35=140 W 根據(jù)以上分析 ， 供電支路所提供的電能一部分提供給蓄電池 ， 另一部分被電阻所消耗 ， 整個(gè)電路遵守能量守恒定律 。 任何一個(gè)實(shí)際的電源 （ 或信號(hào)源 ） 對(duì)外電路所呈現(xiàn)的特性 （ 即電源端電壓與輸出電流之間的關(guān)系 ） 可以用電壓源模型或電流源模型 來(lái)表示 。 圖 113所示的電路是電壓源與外電路的連接 。 直流電壓源的伏安特性方程式為 U=ER0I （ 116） 第 1章 電路的基本概念與基本定律 圖 113 電壓源與外電路的連接 ＋－R0UEIR第 1章 電路的基本概念與基本定律 式中 E和 R0都是常數(shù) ， 故 U和 I之間呈線性關(guān)系 。 用兩點(diǎn)法可以作出電壓源的伏安特性曲線 ， 如圖 114所示 ， 它表明了電壓源的端電壓 U與輸出電流 I之間的關(guān)系 。 R0越小， 則直線越平。 這種端電壓恒定， 不受輸出電流影響的電壓源稱為理想電壓源， 其符號(hào)如圖 115所示。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 電流源 直流電壓源的伏安特性方程 U=ER0I可改寫(xiě)為 000 RUIRUREIs ????（ 117） 式中 ， Is=E/R0是電源的短路電流 ， I是電源的輸出 電流 ， U是電源的端電壓 ， R0為電源內(nèi)電阻 。 電流源模型簡(jiǎn)稱電流源。 式 （ 117） 又稱為直流電流源的伏安特性方程式 ， 式中 Is和 R0是常數(shù) ， U和 I之間是線性關(guān)系 。 用兩點(diǎn)法可以作出電流源的伏安特性曲線 ， 如圖 117所示 ， 它表明了電流源的端電壓 U與輸出電流 I之間的關(guān)系 。 在理想情況下 ， R0=∞， 伏安特性曲線是一條平行于縱軸的直線 ， 表明負(fù)載變化時(shí) ， 電流源的輸出電流恒等于電流源的短路電流 ， 即 I=Is。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 圖 117 電流源和理想電流源的伏安特性曲線 U0＝ IsR0O Is理想電流源電 流源UI第 1章 電路的基本概念與基本定律 圖 118 理想電流源模型 Is第 1章 電路的基本概念與基本定律 理想電流源實(shí)際上也是不存在的， 但如果電源的內(nèi)電阻遠(yuǎn)大于負(fù)載電阻（ R0R）， 則電流基本恒定， 也可將其認(rèn)為是理想電流源。 ［ 解 ］ 在圖 119（ a） 所示電路中 ， E1為一理想電壓源 ， 而理想電壓源的端電壓是恒定的 ， 不受電流源Is影響 ， 故電阻 R上的電壓和電流為 ARUIVU 5210,10 ???? 在圖 119（ b） 所示電路中 ， Is1為一理想電流源 ， 而理想電流源的輸出電流是恒定的 ， 不受電壓源 E的影響 ， 故電阻 R上的電壓和電流為 I=5 A， U=IR=5 10=50 V 第 1章 電路的基本概念與基本定律 圖 119 例 14的電路 ＋－E1＝ 1 0 V Is＝ 5 A U R ＝ 2 ?I( a )E ＝ 1 0 VIs1＝ 5 A U R ＝ 1 0 ?I( b )＋－第 1章 電路的基本概念與基本定律 電壓源與電流源的等效變換 電壓源和電流源都可作為同一個(gè)實(shí)際電源的電路模型 ， 在保持輸出電壓 U和輸出電流 I不變的條件下 ， 相互之間可以進(jìn)行等效變換 。 在電壓源與電流源作等效變換時(shí)還應(yīng)注意： (1) 所謂等效 ， 只是對(duì)電源的外電路而言的 ， 對(duì)電源內(nèi)部則是不等效的 。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 (2) 變換時(shí)要注意兩種電路模型的極性必須一致 ， 即電流源流出電流的一端與電壓源的正極性端相對(duì)應(yīng) 。