电路的基本定律是什么(电路的基本定律)
1、欧姆定律
通过导体的电流与导体两端的电压成正比,和导体的电阻成反比,公式I=U/R。欧姆定律用来解决电路中的具体问题,欧姆定律成立时,以导体两端电压为横坐标,导体中的电流为纵坐标,所作出的曲线叫做伏安特性曲线。它是一条通过坐标原点的直线,它的斜率为电阻的倒数。具有这种特性的电器元件叫线性元件,其电阻叫线性电阻或欧姆电阻。欧姆定律不成立时,伏安特性曲线不是过原点的直线,而是不同形状的曲线。把具有这种性质的电器元件,叫作非线性元件。
2、焦耳定律
将传导电流的电能转化为热能的定律。产生的热量等于电流的平方乘以电阻与时间的乘积。公式Q=I^2*Rt。从焦耳定律公式可知,电流通过导体产生的热量跟电流强度的平方成正比、跟导体的电阻成正比、跟通电时间成正比。若电流做的功全部用来产生热量,即W=UIt。根据欧姆定律,有W=I²Rt。需要说明的是W=(U^2/R)t是从欧姆定律推导出来的,只能在电流所做功将电能全部转化为热能的条件下才成立(纯电阻电路)。例如对电炉、电烙铁这类用电器,这两公式和焦耳定律才是等效的。
3、能量守恒定律
能量既不会凭空产生,也不会凭空消失。只能从一种物体转移到另一种物体。而能量的总量保持不变。
能量守恒定律公式
[描述]E为能量,增加的能量和减少的能量相当,整体保持守恒
基尔霍夫第一定律(KCL)
定义
基尔霍夫第一定律又称基尔霍夫电流定律,简记为KCL,是电流的连续性在集总参数电路上的体现,其物理背景是电荷守恒公理。基尔霍夫电流定律是确定电路中任意节点处各支路电流之间关系的定律,因此又称为节点电流定律。基尔霍夫电流定律表明:
所有进入某节点的电流的总和等于所有离开这节点的电流的总和。
或者描述为:
假设进入某节点的电流为正值,离开这节点的电流为负值,则所有涉及这节点的电流的代数和等于零。
以方程表达,对于电路的任意节点满足:
其中,ik是第k个进入或离开这节点的电流,是流过与这节点相连接的第k个支路的电流,可以是实数或复数。
基尔霍夫第二定律(KVL)
定义
基尔霍夫第二定律又称基尔霍夫电压定律,简记为KVL,是电场为位场时电位的单值性在集总参数电路上的体现,其物理背景是能量守恒。基尔霍夫电压定律是确定电路中任意回路内各电压之间关系的定律,因此又称为回路电压定律。
基尔霍夫电压定律表明:
- 沿着闭合回路所有元件两端的电势差(电压)的代数和等于零。
或者描述为:
- 沿着闭合回路的所有电动势的代数和等于所有电压降的代数和。
以方程表达,对于电路的任意闭合回路,
其中,m 是这闭合回路的元件数目, vk是元件两端的电压,可以是实数或复数。
基尔霍夫电压定律不仅应用于闭合回路,也可以把它推广应用于回路的部分电路。
4、安培定则
右手螺旋定则,也叫安培定则,是表示电流和电流所激发磁场的磁感线方向之间关系的定则。
通电直导线中的安培定则:用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流 I 的方向,那么四指的指向(握向)就是磁感线 B 的环绕方向。
通电螺线管中的安培定则:用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流 I 方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N(北)极,也是磁力线B 的方向。
5、楞次定律
楞次定律指感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
楞次定律还可表述为:感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。楞次定律(Lenz's law)是一条电磁学的定律,可以用来判断由电磁感应而产生的电动势的方向。它是由俄国物理学家海因里希·楞次(Heinrich Friedrich Lenz)在1834年发现的。
正如勒夏特列原理是化学领域的惯性定理,楞次定律正是电磁领域的惯性定理。勒夏特列原理、牛顿第一定律、楞次定律在本质上一样的,同属惯性定律,同样社会领域也存在惯性定理。
扩展资料:
楞次定律中感应电流产生条件:
只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流。因此,“闭合电路的一部分导体在磁感线中做切割磁感线运动,所产生的电流叫感应电流”是片面的,导体不切割磁感线,也能产生感应电流。
楞次定律中感应电流方向的判断:
判断方法:使用右手定则,即:伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从手心进入,并使拇指指向导线运动方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
影响感应电流的方向的是线圈转动方向和磁场方向。电磁学中,右手定则判断的主要是与力无关的方向。
还可以根据楞次定律,感应电流产生的磁场方向阻碍原磁场的变化,再利用右手螺旋定则判断电流在线圈中的方向。
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