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闭合电路中的功率

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闭合电路中的功率
(1)闭合电路中的能量转化qE=qU+qU
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=UI+UI  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,Pm=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=UI
定性分析:I=EQ \F(E,R+r)         U=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=UI=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,Pmax=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=UI=EQ \F(rE2,(R+r)2)   R↑→P↓,R↓→P↑。
(6)电源的效率:电源的输出功率与总功率的比值。η=EQ \F(P,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%。
 

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