闭合电路中的功率

闭合电路中的功率
(1)闭合电路中的能量转化qE＝qU_外＋qU_内
在某段时间内，电能提供的电能等于内、外电路消耗的电能的总和。
电源的电动势又可理解为在电源内部移送1C电量时，电源提供的电能。
(2)闭合电路中的功率：EI＝U_外I＋U_内I  EI＝I²R＋I²r
说明电源提供的电能只有一部分消耗在外电路上,转化为其他形式的能,另一部分消耗在内阻上,转化为内能。
(3)电源提供的电功率：又称之为电源的总功率。P＝EI＝EQ \F(E²,R＋r)
R↑→P↓，R→∞时，P＝0。     R↓→P↑，R→0时，P_m＝EQ \F(E²,r)。
(4)外电路消耗的电功率：又称之为电源的输出功率。P＝U_外I
定性分析：I＝EQ \F(E,R＋r)         U_外＝E－Ir＝EQ \F(RE,R＋r)
从这两个式子可知，R很大或R很小时，电源的输出功率均不是最大。
定量分析：P_外＝U_外I＝EQ \F(RE²,(R＋r)²)＝EQ \F(E²,EQ \F((R－r)²,R)＋4r)(当R＝r时,电源的输出功率为最大，P_外max＝EQ \F(E²,4r))
图象表述：
从P－R图象中可知，当电源的输出功率小于最大输出功率时，对应有两个外电阻R₁、R₂时电源的输出功率相等。可以证明，R₁、R₂和r必须满足：r＝EQ \R(R₁R₂)。
(5)内电路消耗的电功率：是指电源内电阻发热的功率。
P_内＝U_内I＝EQ \F(rE²,(R＋r)²)   R↑→P_内↓，R↓→P_内↑。
(6)电源的效率：电源的输出功率与总功率的比值。η＝EQ \F(P_外,P)＝EQ \F(R,R＋r)
当外电阻R越大时，电源的效率越高。当电源的输出功率最大时，η＝50%。