4-4(1)电源 电动势

4 – 4 电源和电动势
第四章 恒定电流和电路
考虑非静电力对电荷的作用， 考虑非静电力对电荷的作用，定义非静电场为 r r r F非 单位正电荷受的 E非 = E K = 非静电力 q 电源内部的电场
r r E + E非
静电场+非静 静电场 非静 电场
则
r r r j = γ ( E + E非 )
I ρ dl = U BA + ε ∫B S A dl I ∫ ρ = −U AB + ε B S
电源内阻 r
r r r j = γ ( E + E非 )
为含源电路欧 姆定律的微分 形式。 形式。
一段含源电路欧姆定律
ε = U AB + Ir
注意
电源内部欧姆定律微分形式
当导体内有非静电力时，静电平衡 当导体内有非静电力时， r r 条件为 E + E非 = 0
4 – 4 电源和电动势
二 电动势 1 电动势
第四章 恒定电流和电路
一段含源（非均匀） 一段含源（非均匀）电路欧姆定律
电源的作用是产生非静电力，移动电荷作功， 电源的作用是产生非静电力，移动电荷作功， 将其它形式的能量转化为电能。 将其它形式的能量转化为电能。为了表述不同电源 转化能量的能力，引入电动势这一物理量。 转化能量的能力，引入电动势这一物理量。 电动势这一物理量
4 – 4 电源和电动势
第四章 恒定电流和电路
电源种类不同，非静电力性质不同， 电源种类不同，非静电力性质不同，但是由于在 种类不同 电源内部，静电力方向和非静电力方向不同， 电源内部，静电力方向和非静电力方向不同，非静 电力移动电荷过程都要克服静电场力作功， 电力移动电荷过程都要克服静电场力作功，将其它 形式能量转变为电能。所以， 形式能量转变为电能。所以，电源工作过程是能量 转换过程 电源内部欧姆定律微分形式 将导体内任一点 如何？ 如何？ 用于电源内部， 用于电源内部， 与场强关系
ε
+
2、电源电动势大小反映电源中非静电力作功本领， 、电源电动势大小反映电源中非静电力作功本领， 只取决于电源本身性质，与外电路无关。 只取决于电源本身性质，与外电路无关。 3、电源的功率： 、电源的功率：
4 – 4 电源和电动势
2 一段含源电路欧姆定律
第四章 恒定电流和电路
r r r 出发， 由电源内部欧姆定律微分形式 j = γ ( E + E ) 出发， 非
静电力起主要作用,使正电荷由负极移到正极 形成从 静电力起主要作用 使正电荷由负极移到正极,形成从 使正电荷由负极移到正极 B A的电流 在静电力和非静电力的共同作用下 电路 的电流.在静电力和非静电力的共同作用下 的电流 在静电力和非静电力的共同作用下,电路 中形成恒定电流. 中形成恒定电流 电源的种类:(1)发电机 (2)化学电源 蓄电池、干 发电机 化学电源(蓄电池 电源的种类 化学电源 蓄电池、 电池、钮扣电池、燃料电池等 （ ） 电池、钮扣电池、燃料电池等)（3）太阳能 （4） ） 温差电源
4 – 4 电源和电动势
第四章一 非静电力
第四章 恒定电流和电路
在直流电路中， 在直流电路中，电流存在的条件是导体两端 有恒定的电势差， 有恒定的电势差，产生和维持这个电势差的是 电源。 电源。 电源的作用:将正电荷从低电势的负极经内 电源的作用 将正电荷从低电势的负极经内 部移动到高电势的正极。 部移动到高电势的正极。 根据静电场的性质， 根据静电场的性质，静电场力只能将正电荷 由高电势处移动到低电势处， 由高电势处移动到低电势处，欲想正电荷从 低电势处移动到高电势处，必须依靠非静电 低电势处移动到高电势处，必须依靠非静电 力。
能够产生非静电力的装置叫电源
4 – 4 电源和电动势
第四章 恒定电流和电路
非静电力: 非静电力 能不断分离正负电 荷使正电荷逆静电场力方向运动. 荷使正电荷逆静电场力方向运动 电源：提供非静电力的装置 电源：提供非静电力的装置.
I
+ v+ - B A +Ek -
R v +E -
电源的工作过程:开始当电源开路时,电源中非静电 电源的工作过程:开始当电源开路时,电源中非静电 开始当电源开路时 力 将正电荷由负极移到正极,电源内形成静电场 将正电荷由负极移到正极 电源内形成静电场, 电源内形成静电场 时,电荷继续 电荷继续
4 – 4 电源和电动势
当接通外电路,在静电力 当接通外电路 在静电力
第四章 恒定电流和电路 的作用下， 的作用下，正电荷从正 B的电流 随着正电 的电流.随着正电 的电流 ,非 非
极经外电路移向负极；形成从 极经外电路移向负极；形成从A
荷这种运动的出现,极板上电荷减少 电源内 荷这种运动的出现 极板上电荷减少,电源内 极板上电荷减少
不断移动电荷,静电场不断增大 当 不断移动电荷 静电场不断增大,当 静电场不断增大 移动,静电场继续增加 当 移动 静电场继续增加,当 静电场继续增加
达到静电平衡,电荷 时,达到静电平衡 电荷 达到静电平衡
受力为零,移动电荷停止 正负两极间有恒定的电势差 受力为零 移动电荷停止,正负两极间有恒定的电势差 移动电荷停止 正负两极间有恒定的电势差.
得
r j
γ
r r = E + E非
∫
r A j
B A
γ
r r Ar r Ar ⋅ dl = ∫ E ⋅ dl + ∫ E非 ⋅ dl
B B
I ∫B ρ S ⋅ dl = U BA + ε
4 – 4 电源和电动势
A
第四章 恒定电流和电路
此式说明， 此式说明，经 过电源的电流 不但与电源两 端电压 有 关，还取决于 内阻 r 和电动 势 。相应的
r Ar 定义： 定义： ε = E ⋅ dl ∫ 非
B
注意 电动势 与电势差区别
物理意义：将单位正电 物理意义： 荷从负极经电源内部 电源内部移 荷从负极经电源内部移 到正极， 到正极，非静电力所作 的功。 的功。
4 – 4 电源和电动势
注意
第四章 恒定电流和电路
1、电源电动势是标量，规定它的方向为电势升高 、电源电动势是标量， 方向，即从负极经电源内部到正极的方向。 方向，即从负极经电源内部到正极的方向。 -