charpt4_2_稳恒电流.ppt

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1、电源中的电场电源中的电场2 电源与电动势电源与电动势L1L2AB 电源内电源内(L2 路径路径)：UAUB 电场力电场力(从从A指向指向B)阻止正电荷自电源负极移至正极；阻止正电荷自电源负极移至正极；必须靠必须靠外力外力(非静电力非静电力)克服电场力做功，克服电场力做功，使正电荷自负极移至正极，使正电荷自负极移至正极，以维持电荷分布不变，保持稳恒态。以维持电荷分布不变，保持稳恒态。电源外源外(L1路径路径)：UAUB在电场力作用下，在电场力作用下，正正电荷运动；电荷运动；从从A点运动到点运动到B点，静电力做功，转化点，静电力做功，转化为焦耳热为焦耳热。能够提供这种外力的装置能够提供这种外力的装

2、置-电源电源一一.电源概说电源概说1.电源是将其它形式的能量转换成电能的装置电源是将其它形式的能量转换成电能的装置，非静电非静电力是电源中必须具备的。力是电源中必须具备的。2.电源的形式是多样的，可以源自机械、物理（热电电源的形式是多样的，可以源自机械、物理（热电、光电、压电、核能）、化学、生物等。光电、压电、核能）、化学、生物等。二二.非静电力非静电力在电源内，电源提供的非静电力方向与电场相反，规定：在电源内，电源提供的非静电力方向与电场相反，规定：非静电力与电场强度具有相同的量纲非静电力与电场强度具有相同的量纲 电动势：电动势：【定义定义】：单位正电荷绕闭合回路一周，非静电力单位正电荷绕闭

3、合回路一周，非静电力所作的功。所作的功。无电流时路端电压：无电流时路端电压：R电源放电时路端电压：电源放电时路端电压：理想电源无内阻。一般电源，可看成理想电源串联一个内阻。理想电源无内阻。一般电源，可看成理想电源串联一个内阻。电源充电时路端电压：电源充电时路端电压：1221RI回路电势降落：回路电势降落：沿回路循环一周，各器件电势降落的代数和为零。沿回路循环一周，各器件电势降落的代数和为零。1221R1IR2例：例：基尔霍夫回路方程的应用基础。基尔霍夫回路方程的应用基础。3 简单电路简单电路一一.基本规则基本规则 限流电路限流电路VR 分压电路分压电路VR 平衡电桥平衡电桥R2GR1R3RX3

4、.电位差计：补偿原理电位差计：补偿原理2.直流平衡电桥，直流平衡电桥，；1.限流电路与分压电路；限流电路与分压电路；1.串联：电流相同，电压分配；串联：电流相同，电压分配；2.并联：电压相同，电流分配；并联：电压相同，电流分配；电位差计电位差计 RsxG 补偿原理补偿原理 xG0二二.典型应用典型应用4 复杂电路复杂电路R1R2R4R3231R5R6ABCD 支路支路一段连续的线路，要求线路上电流强度处处相等一段连续的线路，要求线路上电流强度处处相等支路的个数用支路的个数用P表示，此时表示，此时P=6 节点：节点：3 3条及以上支路的联结点条及以上支路的联结点节点的个数以节点的个数以n n表示

5、，表示，A A，B B，C C，D D，此时此时n n=4=4R1R2R4R3231R5R6ABCD 回路回路由支路构成的闭合电路。由支路构成的闭合电路。独立回路独立回路回路中至少有一条支路是其他回路中所回路中至少有一条支路是其他回路中所没有包含的回路，即各个回路不重合。没有包含的回路，即各个回路不重合。取法有很多种。取法有很多种。网孔网孔R1R2R4R3231R5R6ABCD相邻支路围成的空格，相邻支路围成的空格，在空格内没有其他的支路在空格内没有其他的支路此例中网孔数目此例中网孔数目=3=3 平面电路平面电路电路中的支路和节点都在一个平面上电路中的支路和节点都在一个平面上 非平面电路非平面

6、电路电路中的支路存在相互跨越的情况电路中的支路存在相互跨越的情况 独立回路数目：独立回路数目：对于平面电路，其网孔数目，就是独立回路数目对于平面电路，其网孔数目，就是独立回路数目对于非平面电路，其独立回路数目为：对于非平面电路，其独立回路数目为：P-(n-1)=P-n+1上式对平面电路亦适用。网孔数上式对平面电路亦适用。网孔数=3=3，节点数，节点数n=4n=4，支路数，支路数P=6P=6P-(n-1)=6-P-(n-1)=6-（4-14-1）=3=3 独立回路再讨论独立回路再讨论AB1234AB1234取回路取回路回路：回路：2 2个个A1B3AA1B3A，A2B4AA2B4A问题：如图取回

7、路，只有问题：如图取回路，只有2 2个独立回路，但是有个独立回路，但是有3 3个网孔，不一致？个网孔，不一致？125867431234512586743树：树：标支路标支路标节点标节点树：树：连通图连通图G G的一个树的一个树T T是指是指G G的一个连通子图的一个连通子图（若（若G1G1的每个结点和支路都包含在图的每个结点和支路都包含在图G G的结点和支路中，的结点和支路中，则则G1G1为为G G的一个子图），它包含的一个子图），它包含G G的的全部结点全部结点但但不包含回路不包含回路。一个连通图有许多不同的树。一个连通图有许多不同的树。586712345（a）156312345（b）257

8、412345（c）图图a a，b b，c c 为图为图G G的树。的树。1258674312345（G）1258674312345（G）2586712345（d）2581235（e）图图d d和和e e则不是则不是G G的树。的树。图图d d中有回路，图中有回路，图e e中没有包含所有节点中没有包含所有节点G G的的树枝树枝：连通图：连通图G G中构成树中构成树T T的支路。的支路。G G的的连支连支：连通图：连通图G G中不属于树中不属于树T T的支路。的支路。基本回路：基本回路：只含只含一个连支一个连支的回路称为单连支回路或基本回路。的回路称为单连支回路或基本回路。基本回路组基本回路组:由

9、全部单连支形成的基本回路构成基本回路组。由全部单连支形成的基本回路构成基本回路组。可以选择基本回路组作为独立回路组，选择不同的树，可以选择基本回路组作为独立回路组，选择不同的树，就可以获得不同的基本回路组。就可以获得不同的基本回路组。AB1AB3AB4AB2AB1234的树：的树：任选一棵树任选一棵树,构成基本回路构成基本回路在上图中，选定树后，连支有三个，由此构成三个基本回路。在上图中，选定树后，连支有三个，由此构成三个基本回路。1.基尔霍夫第一方程组（节点方程组）：基尔霍夫第一方程组（节点方程组）：I1I2I3S则在节点上取一个封闭面则在节点上取一个封闭面S S，流入，流入S S的电流的电

10、流=流出流出S S的电流的电流【约定约定】：1)1)对已知电流，从节点流出者为正，流入节点者为负；对已知电流，从节点流出者为正，流入节点者为负；2)2)对未知电流，假定方向，流出记对未知电流，假定方向，流出记“+”+”，流入记，流入记“-”-”；解出的结果，正者与假定方向相同，负者与假定方向相反。解出的结果，正者与假定方向相同，负者与假定方向相反。则汇于节点的各支路电流的代数和则汇于节点的各支路电流的代数和=0=0若该电路有若该电路有n n个节点，就有个节点，就有n n个节点方程，但只有个节点方程，但只有n-1n-1个方程独立，个方程独立，这这n-1n-1个方程，构成节点方程组。个方程，构成节

11、点方程组。2.基尔霍夫第二方程组（回路方程基尔霍夫第二方程组（回路方程组组）：）：（+IR）=0 1)1)电流标定方向与回路绕行方向相同者电流标定方向与回路绕行方向相同者IR 前记前记“+”+”，电流标定方向与回路绕行方向相反者电流标定方向与回路绕行方向相反者IR 前记前记“-”-”；2)2)电源电动势方向（负极指向正极）电源电动势方向（负极指向正极）与回路绕行方向相反者与回路绕行方向相反者 前记前记“+”+”，与回路绕行方向相同者与回路绕行方向相同者 前记前记“-”-”。【约定约定】：原理：每个回路的电势降落代数和为零。原理：每个回路的电势降落代数和为零。假定每条支路上的电流方向，假定每条支

12、路上的电流方向，并假定每个回路的绕行方向并假定每个回路的绕行方向.R1R2R4R3r1r212每个独立回路有一个电势降落代数和为零的方程，每个独立回路有一个电势降落代数和为零的方程，共有共有P-P-（n-1n-1）个方程个方程.（n-1n-1）个独立节点方程个独立节点方程+P-P-（n-1n-1）个独立回路方程个独立回路方程 =P P个方程（支路数）个方程（支路数）R1R2R4R3r1r212A 【例题例题】：如图如图 电路，已知元件参数，电路，已知元件参数，求求R1的电流。的电流。【解解】：设定分上下两个回路，绕行方向也可有不同设定分上下两个回路，绕行方向也可有不同选择，如选择，如-2+I2

13、 r2+I2 R4+I2 R1+I1R1=0-1+I1r1+I1R3+I1R2+I1R1+I2 R1=0 I=I1+I2列回路方程分别为列回路方程分别为1)上回路绕行方向顺时针，下回路绕行方向逆时针。上回路绕行方向顺时针，下回路绕行方向逆时针。过过R1的电流的电流R1R2R4R3r1r212 例题电路例题电路(1)2)上、下回路绕行方向均为顺时针。上、下回路绕行方向均为顺时针。R1R2R4R3r1r212 例题电路例题电路(2)e2-I2 r2-I2 R4-I2 R1+I1R1=0-1+I1r1+I1R3+I1R2+I1R1-I2 R1=0 I=I1-I2列回路方程分别为列回路方程分别为过过R

14、1的电流的电流【注注】：还可有第三个回路方程，但不是独立的。还可有第三个回路方程，但不是独立的。q 叠加定理叠加定理 有多个电源的电路中，通过任一支路的电流等于各有多个电源的电路中，通过任一支路的电流等于各电动势单独存在电动势单独存在时在同一支路产生的时在同一支路产生的电流的代数和电流的代数和。叠加定理用图叠加定理用图R1R2R4R3r1r2(c)2R1R2R4R3r1r2(b)1R1R2R4R3r1r2(a)12图图(a)、(b)和和(c)说明叠加原理，即说明叠加原理，即电压源、电流源电压源、电流源一、电压源理想电压源具有两个基本性质：它的电压是定值。流过理想电压源的电流不是由电压源本身决定

15、，而是由与它相接的外电路来确定。理想的电压源并不存在，但有些实际电源在一定条件下可近似地看作理想的电压源。实际的电源可以用一个理想电压源和一个小电阻串联的模型来表示 当电压源中有电流流过时,必然在内阻上产生电压降,因此，实际电压源的端电压U可表示为：U=U=E E-IR-IR0 二、电流源理想电流源具有两个基本性质：1它的电流是定值，或是一定的时间函数。2 它的端电压不是由电流源本身决定，而是由与它相接的外电路来确定。理想的电流源并不存在，但有些实际电源在一定条件下可近似地看作理想的电流源。如晶体三极管。晶体三极管共基极连接，当UBC在一定范围内变化时，集电极电流IC近乎恒值，可将其视为理想电

16、流源。实际的电源可以用一个理想电流源和一个电阻并联的模型来表示。+-E+-ER0ISIRIISU理想电流源理想电流源0ISIR0IRIU0实际电流源实际电流源IS电源的等效变换电源的等效变换实际电源即可看成电流源、亦可看成电压源实际电源即可看成电流源、亦可看成电压源如果两种电源的参数满足：如果两种电源的参数满足：电压源与电流源内阻相等电压源与电流源内阻相等 R R0 0=R=R0 0;电流源恒流电流源恒流IsIs等于电压源的短路电流等于电压源的短路电流 E/RE/R0 0=Is=Is 则电压源与电流源可以互相转换，而对外电路不发生任何影响。则电压源与电流源可以互相转换，而对外电路不发生任何影响

17、。戴维宁定理戴维宁定理 （等效电压源定理）（等效电压源定理）任何一个线性有源二端电阻网络，其对外电路的作任何一个线性有源二端电阻网络，其对外电路的作用总可以用一个理想电压源与电阻相串联的支路代替。其用总可以用一个理想电压源与电阻相串联的支路代替。其中中理想电压源的电压等于有源二端网络开路时的电压理想电压源的电压等于有源二端网络开路时的电压，其，其电阻等于把该网络内各理想电压源短路，各理想电流源开电阻等于把该网络内各理想电压源短路，各理想电流源开路后所对应无源二端网络的等效电阻路后所对应无源二端网络的等效电阻。诺尔顿定理（等效电流源定理）诺尔顿定理（等效电流源定理）任何一个线性有源二端电阻网络，

18、其对外电路的作任何一个线性有源二端电阻网络，其对外电路的作用总可以用一个理想电流源与电阻相并联的支路代替。其用总可以用一个理想电流源与电阻相并联的支路代替。其中中理想电流源的电流等于有源二端网络短路时的电流理想电流源的电流等于有源二端网络短路时的电流，其，其电阻等于把该网络内各理想电压源短路，电阻等于把该网络内各理想电压源短路，各理想电流源开各理想电流源开路后路后所对应无源二端网络的等效电阻所对应无源二端网络的等效电阻。【例例】用戴维宁定理求下图所示电路中流过用戴维宁定理求下图所示电路中流过R R2 2的电流的电流I I2 2。解 此题若将R2断开，则其余部分是一有源二端网络(端钮为a，b)，

19、但不易看出电路结构。如将C点也断开，则左右两边各为一个有源二端网络ac和bc(图(b)。整个电路等效为图(c)故：对有源二端网络bc，流过的电流即IS4为，则：对有源二端网络ac，可求得：bc端等效电阻为：电阻的电阻的Y形联接与形联接与 形联接的等效互换形联接的等效互换 D 在电路中，电阻的联接有时既不是串联也不是并联。在电路中，电阻的联接有时既不是串联也不是并联。如下图中，如下图中，R R1 1、R R2 2和和R R3 3及及R R1 1、R R2 2和和R R3 3这两组电阻的联接就不这两组电阻的联接就不能用串并联来等效。我们把电阻能用串并联来等效。我们把电阻R R1 1、R R2 2和

20、和R R3 3的联接方式叫的联接方式叫做做Y Y形联接或星形联接，这三个电阻的一端接在同一点形联接或星形联接，这三个电阻的一端接在同一点(C(C点点)，另一端分别接到三个不同的端钮上，另一端分别接到三个不同的端钮上(a(a，b b，c)c)。把图把图中中R R1 1、R R2 2和和R R4 4的联接方式叫作的联接方式叫作形联接或三角形联接，这形联接或三角形联接，这三个电阻中每个电阻分别接在三个端钮三个电阻中每个电阻分别接在三个端钮(a(a，c c，d)d)的每两的每两个之间个之间 。当电路中出现电阻的当电路中出现电阻的Y Y形联接形联接或形联接时，就不能用或形联接时，就不能用简单的串并联来等

21、效。而我们发现如果把图简单的串并联来等效。而我们发现如果把图(a)(a)中按星形联中按星形联接的接的R R1 1、R R2 2和和R R3 3这三个电阻等效变换成按三角形联接这三个电阻等效变换成按三角形联接R Ra a、R Rb b和和R Rc c时，见图时，见图(b)(b)，则端钮则端钮a a、b b之间的等效电阻就可以用串联、之间的等效电阻就可以用串联、并联公式求得。同样若把图并联公式求得。同样若把图(a)(a)中中R R1 1、R R2 2和和R R4 4等效变换成图等效变换成图(c)(c)中中R Ra a、R Rc c和和R Rb b，那么那么a a、b b间的等效电阻间的等效电阻R

22、Rabab也就不难求也就不难求出了。出了。在图在图 (a)(a)中我们发现星形联接的电阻和三角形联接的中我们发现星形联接的电阻和三角形联接的电阻都是通过三个端钮与外部电路相联。它们之间的等效电阻都是通过三个端钮与外部电路相联。它们之间的等效互换仍然是依据外部等效原理，即当它们对应端钮间的电互换仍然是依据外部等效原理，即当它们对应端钮间的电压相同时，流入对应端钮的电流也必须分别相等。现以上压相同时，流入对应端钮的电流也必须分别相等。现以上图为例，来讨论电阻星形联接与三角形联接的等效互换。图为例，来讨论电阻星形联接与三角形联接的等效互换。已知电阻三角形联接等效互换为已知电阻三角形联接等效互换为星形

23、联接时，其等效变换公式为星形联接时，其等效变换公式为 ：若把电阻星形联接等效互换为若把电阻星形联接等效互换为电阻的三角形联接，对应各电阻的电阻的三角形联接，对应各电阻的关系式为关系式为 ：用电导来表示为：用电导来表示为：【例】对下图所示桥式电路，求1、2两端的等效电阻R12。解(1)将形网络134用等效Y网络代替得：然后用串并联方法可得(2)另一种方法是Y网络用等效网络替代。利用电阻串并联公式化简可得 复杂电阻网络的处理方法复杂电阻网络的处理方法一：有限电阻网络原则上讲解决复杂电路的一般方法，使用基尔霍夫方程组即可。它包含的两类方程出自于两个自然的结论：（1）对电路中任何一个节点，流出的电流之

24、和等于流入的电流之和。电路中任何一个闭合回路，都符合闭合欧姆定律。几种常用的其它的方法。1：对称性简化所谓的对称性简化，就是利用网络结构中可能存在的对称性简化等效电阻的计算。它的效果是使计算得以简化，计算最后结果必须根据电阻的串、并联公式；电流分布法；极限法等来完成。例：三个相同的金属圈两两正交地连成如图所示的形状，例：三个相同的金属圈两两正交地连成如图所示的形状，若每一个金属圈的原长电阻为若每一个金属圈的原长电阻为R R，试求图中，试求图中A A、B B两点之间的两点之间的等效电阻。等效电阻。图图1 1图图3 3从图从图1 1可知，整个电阻网络相对于可知，整个电阻网络相对于ABAB的电流流入

25、、流出方式上的电流流入、流出方式上具有上下对称性，因此可上下压缩成如图具有上下对称性，因此可上下压缩成如图2 2时的等效简化网络。时的等效简化网络。如图如图2 2可知，从可知，从A A点流到点流到O O电流与从电流与从O O点到点到B B电流必相同；电流必相同；从从AA点流到点流到O O电流与从电流与从O O点到点到BB电流必相同。电流必相同。据此可以将据此可以将O O点断开，等效成如图点断开，等效成如图3 3所示的简单网络所示的简单网络 RAB=5R/48图图2 2A二：无限电阻网络二：无限电阻网络无限电阻网络分为线型无限网络和面型无限网络，无限电阻网络分为线型无限网络和面型无限网络，解：因

26、为是解：因为是“无限无限”的，所以去掉一个单元或增加一个单元的，所以去掉一个单元或增加一个单元不影响等效电阻即不影响等效电阻即R RABAB应该等于从应该等于从CDCD往右看的电阻往右看的电阻R RCDCDR RABAB=2R+R*R=2R+R*RCDCD/(R+R/(R+RCDCD)=R)=RCDCD整理得整理得 R R2 2CDCD-2RR-2RRCDCD-2R-2R2 2=0=0解得：解得：R RCDCD=（1+31+31/21/2）R=RR=RABAB例例:两端无穷的电路，其中每个电阻均为两端无穷的电路，其中每个电阻均为r r求求a a、b b两点之间的电阻。两点之间的电阻。此电路属于

27、两端无穷网络，整个电路可以看作是由此电路属于两端无穷网络，整个电路可以看作是由三个部分组成的，如图所示，则三个部分组成的，如图所示，则 R Rabab=(2R=(2Rx x+r)r/(2R+r)r/(2Rx x+2r)+2r)即是无穷网络，即是无穷网络，bbbb之间的电阻仍为之间的电阻仍为R Rx x则则 R Rx x=（3 31/21/2-1-1）r r代入上式中解得代入上式中解得 Rab=（6-36-31/21/2）*r/6r/62 2：面型无限网络：面型无限网络例:如图所示是一个无穷方格电阻丝网络的一部分，其中每一小段电阻丝的阻值都是R求相邻的两个结点A、B之间的等效电阻。假设电流假设电

28、流I I从从A A点流入，向四面八方流到无穷远处，根据对点流入，向四面八方流到无穷远处，根据对称性，有称性，有I/4I/4电流由电流由A A点流到点流到B B点。假设电流点。假设电流I I经过无限长时经过无限长时间稳定后再由四面八方汇集到间稳定后再由四面八方汇集到 B B点后流出，根据对称性，点后流出，根据对称性，同样有同样有I/4I/4电流经电流经A A点流到点流到B B点。点。从以上分析看出，从以上分析看出，ABAB段的电流便由两个段的电流便由两个I/4I/4叠加而成，叠加而成，为为I/2I/2因此因此 U UABAB=(I/2)*r=(I/2)*rA A、B B之间的等效电阻之间的等效电

29、阻 R RABAB=U=UABAB/I=r/2/I=r/2例：有一无限平面导体网络，它有大小相同的正六边型网眼组成。例：有一无限平面导体网络，它有大小相同的正六边型网眼组成。所有正六边型每边的电阻均为所有正六边型每边的电阻均为R R0 0，求间位结点，求间位结点a a、b b间的电阻。间的电阻。假设有电流假设有电流I I自自a a电流入，向四面八方流到电流入，向四面八方流到无穷远处，那么必有无穷远处，那么必有I/3 I/3 电流由电流由a a流向流向c c，有有 I/6I/6电流由电流由c c流向流向b.b.再假设有电流再假设有电流I I由四面八方汇集由四面八方汇集b b点流出，点流出，那么必

30、有那么必有I/6I/6电流由电流由f f流向流向 c,c,有有I/3I/3电流由电流由c c流向流向b.b.由电流叠加原理可知：由电流叠加原理可知：I Iacac=I/3+I/6=I/2(=I/3+I/6=I/2(由由a a流向流向c c）I Icbcb=I/3+I/6=I/2(=I/3+I/6=I/2(由由c c流向流向b b）因此，因此，abab之间的等效电阻为：之间的等效电阻为：R Rabab=U=Uabab/I=/I=（I Iacac R R0 0+I+Icbcb R R0 0）/I=R/I=R0 0几种电源几种电源常见的干电池和可充电电池常见的干电池和可充电电池以上属于化学电池以上属

31、于化学电池化学电池化学电池化学反应释放的能量转换为电能，即通过化学反应提供非静电力，化学反应释放的能量转换为电能，即通过化学反应提供非静电力，使正、负电荷分离并在两极板上累积，形成两极间的电势差。使正、负电荷分离并在两极板上累积，形成两极间的电势差。最先发明的电源之一最先发明的电源之一 伏打电池伏打电池 由浸在稀硫酸溶液中一块铜片和一块锌片组成由浸在稀硫酸溶液中一块铜片和一块锌片组成铜片带正电形成正极，锌片带负电形成负极铜片带正电形成正极，锌片带负电形成负极 不实用不实用丹聂耳电池丹聂耳电池 由浸在硫酸锌溶液中的锌板和浸在硫酸铜溶液由浸在硫酸锌溶液中的锌板和浸在硫酸铜溶液中的铜板构成，两种溶液

32、用多孔的瓷板隔开，中的铜板构成，两种溶液用多孔的瓷板隔开，使金属阳离子和酸根阴离子能自由穿过，使金属阳离子和酸根阴离子能自由穿过，而不让两种溶液混合而不让两种溶液混合 。锌板上的正离子锌板上的正离子Zn+Zn+移入溶液，锌板出现多余的电子带负电；移入溶液，锌板出现多余的电子带负电；硫酸铜溶液中的正离子硫酸铜溶液中的正离子Cu+Cu+移至铜板，铜板带正电。移至铜板，铜板带正电。锌板和硫酸锌溶液之间形成一电偶极层，铜板和硫酸铜溶液之间也锌板和硫酸锌溶液之间形成一电偶极层，铜板和硫酸铜溶液之间也形成一电偶极层，电偶极层中的电场将阻止形成一电偶极层，电偶极层中的电场将阻止Zn+Zn+继续移入溶液和继续

33、移入溶液和Cu+Cu+向铜板的沉积。最终达到动态平衡。向铜板的沉积。最终达到动态平衡。穿过两个电偶极层的电势跃变分别为穿过两个电偶极层的电势跃变分别为 丹聂耳电池的电动势基本上是由上述两个电势跃变组成的，故它的电动势为18211821年，德国物理学家塞贝克发现，在两种不同的金属年，德国物理学家塞贝克发现，在两种不同的金属所组成的闭合回路中，当两接触处的温度不同时，回路所组成的闭合回路中，当两接触处的温度不同时，回路中会产生一个电势，此所谓中会产生一个电势，此所谓“塞贝克效应塞贝克效应”。18341834年，法国实验科学家帕尔帖发现了它的反效应：年，法国实验科学家帕尔帖发现了它的反效应：两种不同

34、的金属构成闭合回路，当回路中存在直流电流两种不同的金属构成闭合回路，当回路中存在直流电流时，两个接头之间将产生温差，此所谓时，两个接头之间将产生温差，此所谓珀尔帖效应珀尔帖效应。18371837年，俄国物理学家愣次又发现，电流的方向决定了吸收还年，俄国物理学家愣次又发现，电流的方向决定了吸收还 是产生热量，发热（制冷）量的多少与电流的大小成正比。是产生热量，发热（制冷）量的多少与电流的大小成正比。18561856年，汤姆孙提出：当一根金属棒的两端温度不同时，金属年，汤姆孙提出：当一根金属棒的两端温度不同时，金属 棒两端会形成电势差。这一现象称棒两端会形成电势差。这一现象称汤姆孙效应汤姆孙效应

35、温差电现象温差电现象一一.汤姆孙效应汤姆孙效应 温度梯度温度梯度汤姆孙系数汤姆孙系数汤姆孙电动势汤姆孙电动势（自由电子气，热扩散）一种材料（自由电子气，热扩散）一种材料汤姆孙效应汤姆孙效应 IIT T+T(a)吸热过吸热过程程IIT T+T(b)放热过放热过程程单位长度吸热率单位长度吸热率非静电场强非静电场强二二.珀耳帖效应珀耳帖效应IIBA(a)吸热过吸热过程程IIBA(b)放热过放热过程程 珀耳帖效应珀耳帖效应 相对珀耳帖系数相对珀耳帖系数接头处吸热率接头处吸热率珀耳帖电动势珀耳帖电动势 AB(T)=BA(T)或或 AB(T)+BA(T)=0 （自由电子数密度差，扩散）两种材料（自由电子数

36、密度差，扩散）两种材料单一汤姆孙效应，在回路中并不能形成稳恒电流。单一汤姆孙效应，在回路中并不能形成稳恒电流。单一珀耳帖效应，在回路中也不能形成稳恒电流。单一珀耳帖效应，在回路中也不能形成稳恒电流。三三.塞贝克效应塞贝克效应T1T2AB 塞贝克效应塞贝克效应 塞贝克效应塞贝克效应=汤姆孙效应汤姆孙效应+珀耳帖效应珀耳帖效应珀耳帖电动势珀耳帖电动势 AB(T1)和和 BA(T2)汤姆孙电动势汤姆孙电动势和和塞贝克电动势塞贝克电动势+AB(T 1)+BA(T 2)1.温差电偶（热电偶），测温。测量范围广，灵敏度、准温差电偶（热电偶），测温。测量范围广，灵敏度、准确度高，敏感面和热容量小；确度高，敏

37、感面和热容量小；2.温差电堆（热电堆），可用作电源；温差电堆（热电堆），可用作电源；3.半导体制冷。半导体制冷。【应用应用】：核能电池核能电池放射源置入金属铅盒放射源置入金属铅盒A A中，该辐射源发射中，该辐射源发射的粒子（带的粒子（带+2+2e e电量的氦核）穿过盒孔抵电量的氦核）穿过盒孔抵达收集板达收集板B B 上。于是，铅盒上。于是，铅盒A A带上负电，收带上负电，收集板集板B B 带上正电，构成电源。设粒子经放射带上正电，构成电源。设粒子经放射源内部核力的作用，所获取的动能为源内部核力的作用，所获取的动能为5.0MeV5.0MeV，则板，则板B B 将不断收集粒子经放射源将不断收集粒子经放射源内部核力的作用，所获取的动能为内部核力的作用，所获取的动能为5.0MeV5.0MeV，则板则板B B 将不断收集粒子，直到将不断收集粒子，直到B B 相对于铅盒相对于铅盒A A的电势上升到的电势上升到2.5102.5106 6 V V为止。为止。核能电池的特点是能给负载提供恒定电流。核能电池的特点是能给负载提供恒定电流。习题：习题：1 1，6 6，8 8，1111