电路原理》第五版邱关源罗先觉第五版(第一章)PPT课件
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电路邱关源第五版01第一章PPT课件
例 计算图示电路各元件的功率
解 uR(1 05)5V i uR 5 1A R5
++
R5Ω
_ +
uR
5V
10V
-
_
i
P 1V 0 u Si 1 0 1 1W 0 发出 P 5VuSi515W 吸收
P RR2 i515W 吸收
满足：P（发）＝P（吸）
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2.理想电流源
定义
其输出电流总能保持定值或一定的 时间函数，其值与它的两端电压u
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例 + U1 － + U6 －
1
6
I1
－
+
+
2 U2
U4 4
－+ + U3 －
I2
3
U5 5 －
I3
求图示电路中各 方框所代表的元件吸 收或产生的功率。
已知： U1=1V, U2= -3V，U3=8V, U4= -4V, U5=7V, U6= -3V，I1=2A, I2=1A,，I3= -1A
_
_
_
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④电流控制的电压源 ( CCVS )
i1
i2
+
+
+
u1_
ri1 u2
_
_
u2 ri1
r : 转移电阻
例
ic ib
ic ib
ib
ic
ib
电路模型
iS
u
_
iS
u
_
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例 计算图示电路各元件的功率
解
iiS2A
u5V
+
《电路原理》邱关源ppt课件
u
+ u –Ri 或
注意： 公式必须和参考方向配套使用！
3. 功率和能量
i –Gu
功率： i
R
+
u
R
p吸 ui i2R u2 / R
i
p吸 –ui –(–Ri)i i2 R
–u(–u/ R) u2/ R
+
u
任何时刻,电阻元件绝不可能发出电能，它只能消耗电
能。因此电阻又称为“无源元件”和“耗能元件”。
例
1.2 电流和电压的参考方向
1、实际方向：
物理中对电量规定的方向。
物理量
单
位
实际 方向
电流 I A、 mA 、μA 正电荷运动的方向
电动势 E 电压 U
kV、 V、mV、 电位升高的方向
μV
(低电位 Ù 高电位)
kV、V、mV、 电位降低的方向
μV
( 高电位 Ù 低电位)
电流 电压U
单位时间内通过导体横截面的电荷量
满足：P（发）＝P（吸）
1.7 受控电源 (非独立源) (controlled source or dependent source)
1. 定义：电压源电压或电流源电流不是给定的时间函
数，而是受电路中某个支路的电压(或电流) 的控制。
2. 电路符号
+– 受控电压源
受控电流源
3. 分类：根据控制量和被控制量是电压u或电流i ，受控源可分 为四种类型：当被控制量是电压时，用受控电压源表示 ；当被控制量是电流时，用受控电流源表示。
负载(load)：将电能转化为其它形式的能量，或对 信号进行处理.
响应：由激励在电路中产生的电压、电流。 导线(line)、开关（switch)等：将电源与负载接成通路.
电路第五版邱关源罗先觉课件.ppt
该磁通势取正，反之取负。
3.磁路欧姆定律
μ
A
Φ
l
因为 H B
磁位差
B A
Um
Hl
B
l
l A
Rm
式中
Rm
l A
欧姆定律
Um Rm
H
（3）
磁导率 μ 用来衡量物质的磁性能，μ大物质的导磁性能强， μ小物质的导磁性能弱。 单位： 亨/米 （H/ｍ）
真空的磁导率
0 4 10 7 H / m
非铁磁物质的磁导率 0 铁磁物质的磁导率 》0
相对磁导率：物质的磁导率与真空磁导率的比。
r
0
或
r0
非铁磁物质 r 1
铁磁物质μr很大,如硅钢片 r 6000 ~ 8000
磁场强度 H 为分析磁场和电流的依存关系引入的物理量
H B
方向：小磁针N极所指的方向 单位：安/米（A/ｍ）
二、磁场的基本性质
1. 磁通的连续性 磁场中任一闭合面的总磁通恒等于零。
AB dA 0
2. 安培环路定律 磁场强度矢量H沿任何路径的线积分等于穿过此路径所围成 的面的电流代数和。电流的正负要根据它的方向和所选路径的 方向之间是否符合右手螺旋法则而定。
l H dl I
安培环路定律的应用
l H dl I1 I2
I1 H
dl
I2
§2 铁磁物质的磁化曲线
一、铁磁物质的磁化 铁磁物质在外磁场的作用下，产生于外磁场方向一致而且很强的 附加磁场，这种现象叫铁磁物质的磁化。
H
二、磁化曲线
1.起始磁化曲线
Bμ
a3 B H
a2
μH
a1 B μ0H
0
H
电路(邱关源第五版)第一章
1876年，美国科学家贝尔（1847 －1879）发明了电话，实现了通 信技术的飞越。 1879年，美国科学家爱迪生（1847 －1931）发明了碳丝灯泡。改变了 人们的生活。 1880年，英国人霍普金森提出了形 式上与欧姆定律相似的计算磁路的 定律。19世纪末交流电技术发展。
1894年，意大利人 马可尼和俄国的波 波夫分别发明了无 线电。从此进入了 无线电通信时代。
2. 电路理论及相关科学技术的发展简史
吉尔伯特发现带电体与非电体之区别 盖里克发明磨擦起电机 1729年，英国人格雷发现有些物质可以传导电，有 些则不能。主张带电体不能导电，而非电体却可以。 法国物理学家迪费（1698－1739）经过实验表明， 带电体与非电体之间并无本质的区别，所有物体都 可以带电。 1734年，迪费发现两类不同的电荷，一种称为玻璃 电，一类称为树脂电。他实际上发现了正负电荷， 但命名不确。
B
C2 1 uF R8 1 . 2K ADIN BAT 6V DC C2 5 1 uF C3 8 2 22 (M) T4 9 01 4 VDD R3 4 1 0K R3 2 2K DAO C8 R4 6 5 1K R2 6 1 0K 5 D9 5 . 1V
R4 3
VCC
3
1K R4 5 1 0K R3 9 1 0K
1
2
3
第一章绪论
1. 课程定位 2. 电路理论及相关科学技术的发展简史
3. 电路理论的应用
4. 电路理论和电路课程
所应具备基础知识：电磁学、数学
课程主要内容：
分析电路中的电磁现象 研究电路的基本规律及电路的分析方法
课程意义：
在整个电子与电气信息类专业的人才培养方案 和课程体系中起着承前启后的重要作用。
《电路理论》邱关源罗先觉第五版全套课件
U ab a b 5 3 2 V
c
结论
U bc b c 3 0 3 V
电路中电位参考点可任意选择；参考点 一经选定，电路中各点的电位值就唯一确定；当 选择不同的电位参考点时，电路中各点电位值将 改变，但任意两点间电压保持不变。
返 回 上 页 下 页
问题 复杂电路或交变电路中，两点间电压的实
表示元件吸收的功率
P>0 吸收正功率 (实际吸收)
吸收负功率 (实际发出)
u, i 取非关联参考方向
表示元件发出的功率
i
P>0 发出正功率 (实际发出)
+
P<0 发出负功率 (实际吸收)
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例
+
I1
+ 2 U2 － +
U1 － + 1 － U4 4
U6 － 6 + U5 5 － I3
U
A
UAB
B
返 回 上 页 下 页
3.关联参考方向
元件或支路的u，i 采用相同的参考方向称之为 关联参考方向。反之，称为非关联参考方向。
i
+ u
关联参考方向
i
u
非关联参考方向
+
返 回
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例
A
＋
i
B
u
－
电压电流参考方向如图中所标， 问：对A、B两部分电路电压电 流参考方向关联否？ 答：A电压、电流参考方向非关联； B电压、电流参考方向关联。
欧姆定律
①只适用于线性电阻( R 为常数）； ②如电阻上的电压与电流参考方向非关 联，公式中应冠以负号； ③说明线性电阻是无记忆、双向性的元 件。 i R
《电路》第五版邱关源罗先觉课件
频率特性的概念
网络函数随频率变化的特性，包括幅频特性和相频特性。
频率特性的分析方法
通过求解电路在正弦稳态下的响应，得到网络性
RC电路的基本构成
由电阻和电容元件组成的电路。
RC电路的频率特性
随着频率的变化，RC电路的阻抗、 相位等都会发生变化，表现出不 同的频率响应特性。
视在功率为电压与电流的复数模的乘积，有功功率 为平均功率，无功功率为电路中储能元件与电源之 间交换的功率
功率因数的提高
通过改善电路元件参数或采用补偿装置来提 高功率因数，减少无功功率的传输，提高电 力系统的效率
06 频率特性及多频正弦稳态 电路分析
网络函数与频率特性
网络函数的定义
表示线性时不变电路在单一频率正弦激励下，响应的相量 与激励相量比值，即电压传递函数或电流传递函数。
电功率与电能
电功率
单位时间内电场力所做的功称为 电功率。
电能
一段时间内电场力所做的功称为电 能。
功率守恒
在一个闭合电路中，电源发出的功 率等于各负载吸收的功率之和。
电阻元件及欧姆定律
电阻元件
表示消耗电能的元件，用R表示。
欧姆定律
在一段不含电源的导体中，导体 中的电流I与导体两端的电压U成 正比，与导体的电阻R成反比。
串联谐振电路的应用
在通信、电子测量等领域广泛应用，如选频 电路、振荡电路等。
RLC并联谐振电路
RLC并联电路的基本构成
由电阻、电感和电容元件并联组成的 电路。
并联谐振的概念
当电路中的感抗等于容抗时，电路发 生谐振，此时电路的阻抗最大，电压 最高。
并联谐振电路的频率特性
在谐振频率附近，电路的幅频特性出 现深谷，相频特性发生突变。
网络函数随频率变化的特性，包括幅频特性和相频特性。
频率特性的分析方法
通过求解电路在正弦稳态下的响应，得到网络性
RC电路的基本构成
由电阻和电容元件组成的电路。
RC电路的频率特性
随着频率的变化，RC电路的阻抗、 相位等都会发生变化，表现出不 同的频率响应特性。
视在功率为电压与电流的复数模的乘积，有功功率 为平均功率，无功功率为电路中储能元件与电源之 间交换的功率
功率因数的提高
通过改善电路元件参数或采用补偿装置来提 高功率因数，减少无功功率的传输，提高电 力系统的效率
06 频率特性及多频正弦稳态 电路分析
网络函数与频率特性
网络函数的定义
表示线性时不变电路在单一频率正弦激励下，响应的相量 与激励相量比值，即电压传递函数或电流传递函数。
电功率与电能
电功率
单位时间内电场力所做的功称为 电功率。
电能
一段时间内电场力所做的功称为电 能。
功率守恒
在一个闭合电路中，电源发出的功 率等于各负载吸收的功率之和。
电阻元件及欧姆定律
电阻元件
表示消耗电能的元件，用R表示。
欧姆定律
在一段不含电源的导体中，导体 中的电流I与导体两端的电压U成 正比，与导体的电阻R成反比。
串联谐振电路的应用
在通信、电子测量等领域广泛应用，如选频 电路、振荡电路等。
RLC并联谐振电路
RLC并联电路的基本构成
由电阻、电感和电容元件并联组成的 电路。
并联谐振的概念
当电路中的感抗等于容抗时，电路发 生谐振，此时电路的阻抗最大，电压 最高。
并联谐振电路的频率特性
在谐振频率附近，电路的幅频特性出 现深谷，相频特性发生突变。
《电路》邱关源 第五版 PPT第一章
4、电路的功率
(1)、功率： 功率： 功率 单位时间内从A 单位时间内从A到B的电荷量
dq i= dt
u AB
dw = dq
关联
单位时间内从A移动到B所作的功 单位时间内从A移动到B 将单位电荷从A移动到B 将单位电荷从A移动到B所作的功
dw dw dq p= = = ui dt dq dt
p = ui
Vc = 0
U ac = Va
U dc = Vd
KVL
U a − U dc = Va − Vd
两点间的电压等于两点间的电位差
U V U 例：U ab = 1.5V ， bc = 1.5V ， 求 Va ， b ，Vc ， ac
为参考点， （1）a为参考点， Va = 0
实际方向
i>0
表示电流参考方向的两种方法： 表示电流参考方向的两种方法： 箭头 双下标（iAB）：参考方向从 指向B 双下标（ ）：参考方向从A指向 参考方向从 指向
i<0
例：
A
10Ω 10V
I1
I = 1A
实际方向从A到 实际方向从 到B
I
I2
B
如果参考方向为I 如果参考方向为 1， I1=1A 如果参考方向为I 如果参考方向为 2， I2=-1A
i
i a b
O
i = Im sin ωt
T 0 < t < ,i > 0 2 T < t < T,i < 0 2
T /2
T
t
如何求电流？ 如何求电流？ 实际方向与参考方向相同 实际方向与参考方向相反
（2）电流的参考方向 电流的实际方向
实际方向
实际方向
邱关源罗先觉电路第五版全部课件.ppt
i1 ?
R2i R1 ? R2
i2 ?
? R1 i R1 ? R2
11
4. 功率
p1=G1u2， p2=G2u2，? ， pn=Gnu2
总功率 表明：
p=Gequ2 = (G1+ G2+ …+Gn ) u2 =G1u2+G2u2+ ? +Gnu2 =p1+ p2+? + pn
（1） 电阻并连时，各电阻消耗的功率与电阻大小成反比 （2） 等效电阻消耗的功率等于各并联电阻消耗功率的总和
12
三. 电阻的串并联
例 计算各支路的电压和电流。
6?
i1 5 ?
i1 5 ?
+
165V
-
i2 6 ? i3
+
18 ?
4? i4
165 V
i5
-
12 ?
i2
i3
18 ?
9?
i1 ? 165 11 ? 15 A i2 ? 90 18 ? 5 A i3 ? 15 ? 5 ? 10 A i4 ? 30 4 ? 7.5 A
u ? u1 ? ???? u k ? ???? un
5
2. 等效电阻
R1
Rk
Rn
i
+ u1 _ + u k _ + un _ 等效
i
+
u
由欧姆定律：
_
+
Req u_
u ? R1i ? ? ? RK i ? ? ? Rn i ? ( R1 ? ? ? Rn )i ? Req i
n
? Req ? R1 ? ? ? Rk ? ? ? Rn ? Rk ? Rk
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1820年，丹麦物理学家奥斯特 （1777－1851）发现电流的磁 效 应。在电与磁之间架起了一座桥 梁，打开了近代电磁学的突破口 ，对德国自然哲学的影响。
13
（1775-1836），法国物理学家 安培从1820到1825年相继提出安 培定律（载流导线之间的相互作用 力定律）和安培环路定律，为电动 机的发明作了理论上的准备。奠定 了电动力学的基础。
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KA
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1826年，德国科学家欧姆 （1787－1854）在多年实验基 础上，提出了著名的欧姆定律。
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第一章绪论
1. 课程定位 2. 电路理论及相关科学技术的发展简史 3. 电路理论的应用 4. 电路理论和电路课程
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M ICS KT
M IC
V CC
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电路原理
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总体概述
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杜海英
机电学院自动化系教研室 办公室：机电楼304 E-mail：duhaiying@
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电路原理
学科基础课必修课程，共80学时，5个学分 后续课程为：模拟电子技术、数字电子技术 成绩考核与评定
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Number 2001.4.1
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总成绩分为期末考试和平时成绩，期末考 试为闭卷考试，其比例：
期末考试： 70% 平时成绩： 30%
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教材和参考书
教材
《电路》，邱关源编，高等教育出版社
建议参考书
《电路原理》，徐国凯编著，机械工业出版社 《电工学》，唐介编著，高等教育出版社 《电路原理》，周守昌编著，高等教育出版社
5
些则不能。主张带电体不能导电，而非电体却可以。 法国物理学家迪费（1698－1739）经过实验表明，
带电体与非电体之间并无本质的区别，所有物体都 可以带电。 1734年，迪费发现两类不同的电荷，一种称为玻璃 电，一类称为树脂电。他实际上发现了正负电荷， 但命名不确。
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1746年，美国科学家本杰 明·富兰克林（1706－1790） 开始研究电现象，他相继发现： 天上的雷电与莱顿瓶中的电是一 回事；发明避雷针；并于1794 年提出正电负电的概念。
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分析电路中的电磁现象 研究电路的基本规律及电路的分析方法
课程意义：
在整个电子与电气信息类专业的人才培养方案 和课程体系中起着承前启后的重要作用。
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2. 电路理论及相关科学技术的发展简史
吉尔伯特发现带电体与非电体之区别 盖里克发明磨擦起电机 1729年，英国人格雷发现有些物质可以传导电，有
法国人库仑（1736－1806）运用 扭秤测定电荷之间的相互作用，证 明了电力与电荷量之积成正比，与 距离平方成反比。得出了历史上最 早的静电学定律－库仑定律。
12
1800年，伏特（1745－1827）依照 伏特序列制成伏特电堆。它能够把 化学能不断地转变为电能，维持单 一方向的持续电流为动电研究打下 基础，推动了电化学的发展。
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（1775-1836），法国物理学家 安培从1820到1825年相继提出安 培定律（载流导线之间的相互作用 力定律）和安培环路定律，为电动 机的发明作了理论上的准备。奠定 了电动力学的基础。
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1826年，德国科学家欧姆 （1787－1854）在多年实验基 础上，提出了著名的欧姆定律。
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第一章绪论
1. 课程定位 2. 电路理论及相关科学技术的发展简史 3. 电路理论的应用 4. 电路理论和电路课程
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M ICS KT
M IC
V CC
DC
R4 10 K
C4
R 12 10 K
1UF
R 13
T8
10 K
80 50
C 12 1UF
R ESE T
T2 90 14
D11 41 48
D VC
SP K
R 15 47 0
D VC C
C 19 10 4 C 14
47 uF
C 17
D5
10 4
4. 7V
C 18 22 0u F
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C 11 4.7u F
R 37 2. 2k
SP KS KT
R 42 68
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3
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10 4
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3. 3K
R 31 3. 3K
C 31 22 0u F
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C 15 10 4
2
U1A 40 66
R 32 47 K
R 17 10 K
电路原理
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总体概述
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杜海英
机电学院自动化系教研室 办公室：机电楼304 E-mail：duhaiying@
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电路原理
学科基础课必修课程，共80学时，5个学分 后续课程为：模拟电子技术、数字电子技术 成绩考核与评定
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R3
1UF
R1
22 K D AO C8
8
U1D 40 66
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8520new-M
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Number 2001.4.1
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10 -F eb-200 3
总成绩分为期末考试和平时成绩，期末考 试为闭卷考试，其比例：
期末考试： 70% 平时成绩： 30%
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教材和参考书
教材
《电路》，邱关源编，高等教育出版社
建议参考书
《电路原理》，徐国凯编著，机械工业出版社 《电工学》，唐介编著，高等教育出版社 《电路原理》，周守昌编著，高等教育出版社
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些则不能。主张带电体不能导电，而非电体却可以。 法国物理学家迪费（1698－1739）经过实验表明，
带电体与非电体之间并无本质的区别，所有物体都 可以带电。 1734年，迪费发现两类不同的电荷，一种称为玻璃 电，一类称为树脂电。他实际上发现了正负电荷， 但命名不确。
11
1746年，美国科学家本杰 明·富兰克林（1706－1790） 开始研究电现象，他相继发现： 天上的雷电与莱顿瓶中的电是一 回事；发明避雷针；并于1794 年提出正电负电的概念。
330K
R 41
12
4. 7
C 36
1
8
R P1 1k
C 27
10 4
2
7
47 uF
U1B
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56 1
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40 66 C 43
68 0
43 0
V R1
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50 KV R
3
24 02
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4
5
10 K
B C ON 1
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T1 80 50
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M OT
T6 90 14
T5 90 14
V DD G ND R ESE T D VC H IFI D GN D NC C HK A DIN M OT D AO UT M IC
分析电路中的电磁现象 研究电路的基本规律及电路的分析方法
课程意义：
在整个电子与电气信息类专业的人才培养方案 和课程体系中起着承前启后的重要作用。
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2. 电路理论及相关科学技术的发展简史
吉尔伯特发现带电体与非电体之区别 盖里克发明磨擦起电机 1729年，英国人格雷发现有些物质可以传导电，有
法国人库仑（1736－1806）运用 扭秤测定电荷之间的相互作用，证 明了电力与电荷量之积成正比，与 距离平方成反比。得出了历史上最 早的静电学定律－库仑定律。
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1800年，伏特（1745－1827）依照 伏特序列制成伏特电堆。它能够把 化学能不断地转变为电能，维持单 一方向的持续电流为动电研究打下 基础，推动了电化学的发展。