欧姆定律不适用于非纯电阻电路,是大范围不适用于的意思吧,但小范围来讲还是适用于非纯电路中的电阻的吧

欧姆定律不适用于非纯电阻电路,是大范围不适用于的意思吧,但小范围来讲还是适用于非纯电路中的电阻的吧?那是不是电阻都可用欧姆定律?电阻发热功率都可用P=I2R 是由于P=UI和欧姆定律变来的?求解答

  这是中学课堂上讲的吧?实际上欧姆定律不仅仅只对纯电阻电路成立,只是中学阶段没有涉及而已。这就好像学习虚数之前数学老师会告诉你根号下-2不存在、学习负数之前数学老师会告诉你1-2是不成立的一样。实际上欧姆定律对线性元件都是成立的。

  在交流电路中,电容和电感同样适用于欧姆定律,不过这时电容和电感对电流的阻碍作用不是电阻,而是电抗(X),其中电容对交流电流的阻碍作用叫做容抗,电感对交流电流的阻碍作用叫做感抗,容抗和感抗的代数和就是电抗,而电抗和电阻的矢量和叫做阻抗(Z)。如果把欧姆定律中的电阻R换成阻抗Z,那么欧姆定律对电容和电感也就成立了。这里继续说下去就很复杂了,因为阻抗Z是一个复数,其中电阻部分是实部,而电抗部分是虚部。我举个简单的例子吧:

  比如我有一个灯泡,额定电压为10V,额定电流为0.1A,串联一个电容后接入220V 50Hz交流电中,要让灯泡正常工作,忽略上电时的浪涌电流问题和电容的ESR,求电容器取值应该是多少。(事实上,很多充电的LED台灯和手电筒,就是使用这种简单的电容降压电路。)

  这道题实际上和中学阶段学的电阻分压是差不多的,只不过电阻换成了电容。首先计算电容两端分压:Uc=220-10=210V

  由于电容和灯泡是串联的,二者电流相等,电容电流也是0.1A。

  根据欧姆定律I=U/Z,变形可得Z=U/I=210÷0.1=2100Ω

  对于电容来说,这个阻抗Z中的电阻和感抗都是0,只有容抗部分,即Xc=2100Ω

  根据容抗公式:Xc=-j/ωC=1/2πfC,移项可得C=1/2πfXc=1÷(2×3.14×50×2100)≈0.000001517F=1.517μF。

追问

sorry
回答我的问题^_^

追答

  哦,我眼睛漏神了……
  对于中学物理当中的电学来说,因为没学电抗这个东西,所以只能对纯电阻电路应用欧姆定律,不过中学物理好像也没学过几种非纯电阻电路吧?好像有个电动机是非纯电阻的,还有吗?
  电阻都可以应用欧姆定律。
  P=I²R这个公式是由焦耳定律推导出来的,因为Q=W=I²Rt,而P=W/t,把前一个式子带进去后t就消去了,所以P=I²R。而P=U²/R这个公式则是把I=U/R代入了P=I²R后推导出来的。
  3:50左右我就下线了,再追问我的话,我会在明天下午解答。

追问

其实我在想P=UI是不是适用于所有电路?而电阻也有P=UI然后根据欧姆定律推出P=I2R 焦耳定律是这样推出来的吗?

焦耳定律适用于所有电阻吧?

追答

  P=UI这个公式也很有意思。在直流电路中,这个公式始终成立;在交流电路中,问题就复杂了,但严格来说,也是始终成立的。
  在交流电路当中,将电压有效值与电流有效值直接相乘,得到的结果叫做“视在功率”,而一般情况下更关注的是“有功功率”。计算有功功率一般使用这个公式:P=UIcosφ,后面那个cosφ是电压与电流的相位差值的余弦函数值,也叫做“功率因数”。对于纯电阻负载来说,它的功率因数为1,也就是说电压和电流是同相位的,这时有功功率和视在功率相等,P=UI就还成立。非纯电阻电路的功率因数一般都低于1,所以这时用电压和电流直接相乘得到的就不是有功功率。
  但是,注意交流电默认情况下所说的电压和电流都是指有效值,那如果电压和电流都是瞬时值呢?如果将P=UI中的U和I都换成瞬时值,再对计算结果在一段时间内对时间积分,得到的结果就还是有功功率,电子式的电能表一般就使用这种方式统计有功电能和有功功率。

追问

虽然看不太懂但大致了解

谢谢你

追答

交流电的功率那部分中学应该不会学到,那是大学电路基础课程的内容了。交流电的功率,分为视在功率、有功功率和无功功率,视在功率的平方等于有功功率的平方加上无功功率的平方(有点像勾股定理),并且还有一个“功率三角形”。无功功率与电抗有一定的关系,这就又扯到阻抗的内容上了,高考也应该不会这么变态考这东西。

追问

well…

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