当前课程知识点:大学物理——电磁学 > 第三章 稳恒磁场 > 3.1 稳恒电流 > 3.1.4电源和电动势
下面 我们来学习电源的一些基本知识
首先 来看这张图
电容器的两极板
分别带有正负电荷
所以两极板之间
有一定的电势差
当用导线把两极板连接起来时
在导线中 就会有电流产生
但是 随着电流的持续
两极板上的电荷逐渐减少
两板间的电势差也逐渐减小
当正负电荷完全中和后
电流也就消失了
如果要产生持续的稳恒电流
就需要 不断把负极板上的正电荷
搬运回正极板
并维持两极板上的电荷分布不变
从而在导线中
产生一个稳恒电场
但是我们知道
在静电场的作用下
正电荷只能从
电势高的正极板
移动到电势低的负极板
在电荷移动的过程中
静电场力所做的功
还会有一部分
转化为电阻上消耗的焦耳热
所以 要使正电荷
从负极板回到正极板
靠近电力Fe 是办不到的
只能靠其它类型的力
这力 使正电荷
逆着静电场的方向移动
并通过做功 把其他形式的能量
补充给回路
这种其他类型的力
统称为 非静电力
用Fk 来表示
所以非静电力的作用
我们可以用水的流动
形象地表示电路中的电流
在这张图中 人 就像是水泵
通过做功 把水
从势能最低的地方
向上 运送到 势能最高的地方
然后 水 克服水流中的一些阻碍
比如 闸门
从高处 流回到低处
电源的作用 就像人
往高处搬运水一样
通过做功 将正电荷
从电势 最低的地方
即电源的负极
搬运回 电势最高的地方
即电源的正极
这样 正电荷
就能流过一些
对电流有阻碍作用的电器
如 灯泡
或MP3播放器
并返回到电源的负极
电源的种类有很多
都是常用的电源
许多有机生物体也包含电源
这张图中的
南美电鳗体内
有成百上千的电池
这些生物电池提供的电流
可以击昏它们的敌人
也用来捕获食物
人类神经系统传递的信号
实际上就是电信号
所以我们的人体中
也包含电源
所有的电源都是能量转换装置
它们把其它形式的能量
转换为电能
如 干电池 燃料电池
生物电源转换的是化学能
太阳能电池 转换的是太阳光能
发电机转换的是机械能
下面 我们来看
这张图中的虚线内
是一种电源装置
它有 正 负 两极
正极的电势高于负极的电势
用导线将正负两极
连接起来 就形成闭合回路
通常把电源外部的电路
称为 外电路
而把电源内部的电路称为内电路
在外电路中
正电荷在静电力的作用下
从正极板流向负极板
在电源内部 非静电力
Fk 反抗静电力
Fe 做功
将正电荷 从负极板搬运回正极板
从而将其它形式的能量转换为电能
类比静电场场强的定义
我们可以用电荷所受的
非静电力与电荷电量的比值
来定义非静电场场强
由Ek表示
也就是
所以 非静电场场强
就是单位正电荷所受的非静电力
在不同的电源内
由于非静电力的本质不同
把相同的正电荷 从负极移到正极时
非静电力所做的功也不同
这说明不同的电源
转化能量的本领不同
为了定量描述
电源转化能量本领的大小
我们引入电动势的概念
非静电力 把单位正电荷
经电源内部
从负极移动到正极所做的功
称为电源电动势
用符号E表示
电动势与电势单位相同
但二者物理意义不同
电动势 是反应非静电力
做功本领的物理量
它完全取决于电源本身的性质
而与外电路的性质无关
电势则是反应静电场性质的物理量
电路中的电势分布
是和外电路的情况相关的
注意 电动势是标量
但为了便于判断 在电流流通时
非静电力 是做正功 还是做负功
常把电源内部 电势升高的方向
即从负极 经电源内部
到正极的方向
规定为电动势的方向
-大学物理绪论
--大学物理绪论
-电磁学引言
--电磁学引言
-1.1 库仑定律
-1.1 库仑定律
-1.2 电场 电场强度
--1.2.1 电场
-1.2 电场 电场强度——小测验
-1.3 电场强度的计算(1)
-1.3 电场强度的计算(1)——小测验
-第一章 静电场--WEEK1 作业
-1.3 电场强度的计算(2)
-1.3 电场强度的计算(2)——小测验
-1.4 电场线 电通量
-1.4 电场线 电通量——小测验
-1.5 静电场的高斯定理
-1.5 静电场的高斯定理——小测验
-1.6 利用高斯定理求静电场的分布
-1.6 利用高斯定理求静电场的分布——小测验
-第一章 静电场--WEEK2 作业
-1.7 静电场的环路定理 电势
--1.7.3 电势
-1.7 静电场的环路定理 电势——小测验
-1.8 场强积分法求电势
-1.8 场强积分法求电势——小测验
-1.9 电势叠加原理及电势的计算
-1.9 电势叠加原理及电势的计算——小测验
-1.10 等势面 电势梯度
-1.10 等势面 电势梯度——小测验
-1.11 静电场中的电偶极子
-1.11 静电场中的电偶极子——小测验
-第一章 静电场-- WEEK3 作业
-2.1 导体的静电平衡条件
-2.1 导体的静电平衡条件——小测验
-2.2 静电平衡时导体上电荷的分布
-2.2 静电平衡时导体上电荷的分布——小测验
-2.3 静电屏蔽
-2.3 静电屏蔽——小测验
-2.4 有导体存在时静电场量的计算
-2.4 有导体存在时静电场量的计算——小测验
-第二章 静电场中的导体和电介质--WEEK4 作业
-2.5 静电场中的电介质
-2.5 静电场中的电介质——小测验
-2.6 有电介质时的高斯定理
-2.6 有电介质时的高斯定理——小测验
-2.7 电容 电容器
-2.7 电容 电容器——小测验
-2.8 静电场的能量
-2.8 静电场的能量——小测验
-第二章 静电场中的导体和电介质--WEEK5 作业
-3.1 稳恒电流
-3.1 稳恒电流——小测验
-3.2 磁场 磁感应强度
--3.2.3磁感线
-3.3 毕奥—萨伐尔定律
-3.3 毕奥—萨伐尔定律——小测验
-第三章 稳恒磁场--WEEK6 作业
-3.4 磁场的高斯定理和安培环路定理
-3.4 磁场的高斯定理和安培环路定理——小测验
-3.5 磁场对载流导线的作用
--3.5.1安培力
--3.5.5电磁炮
--3.5.6磁矩
--3.5.7磁力矩
-3.5 磁场对载流导线的作用——小测验
-3.6 磁场对运动电荷的作用
-3.6 磁场对运动电荷的作用——小测验
-第三章 稳恒磁场--WEEK7 作业
-3.7 磁场中的磁介质
-4.1 法拉第电磁感应定律
-4.1 法拉第电磁感应定律——小测验
-4.2 动生电动势
-4.2 动生电动势——小测验
-第四章 电磁感应 麦克斯韦方程组--WEEK8 作业
-4.3 感生电动势及感生电场
-4.3 感生电动势及感生电场——小测验
-4.4 感生电动势例题
-4.4 感生电动势例题——小测验
-4.5 涡电流及电磁阻尼
-4.5 涡电流及电磁阻尼——小测验
-4.6 互感与自感
-4.6 互感与自感——小测验
-第四章 电磁感应 麦克斯韦方程组--WEEK9 作业
-4.7 磁场的能量和能量密度
-4.7 磁场的能量和能量密度——小测验
-4.8 麦克斯韦方程组 电磁波
-4.8 麦克斯韦方程组 电磁波——小测验
-第四章 电磁感应 麦克斯韦方程组--WEEK10 作业











