电路元件,独立电压源与电容器.ppt

《电路元件,独立电压源与电容器.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。

1、電路元件、獨立電壓源與電容器UniversityPhysicsChapter14授課教師：陳振臺1KeyConcepts14.1線路中之電位表示法14.2電路元件14.3獨立電壓源14.5獨立電壓源的串聯與並聯14.6電容器14.7電容器的串聯與並聯14.8貯存於電容器之能量14.9絕緣物體之靜電學14.4電路元件的連結214.1線路中之電位表示法假想A,B兩點之電位分別為VA與VB，這兩點間之電位的差值稱為電位差(electricpotentialdifference)。又因電位的單位為伏特，電位差的單位亦為伏特。A,B兩點

2、間的電位差為當兩點電位相同，其電位差為零。我們常用“+”與“-”來標示電位的高低。電位高者標以“+”，電位低者標“-”。這章與下一章，符號典型的表示兩點間的電位差。314.2電路元件電路元件(circuitelement)即為電子積木，它可以被用在簡單或複雜的電子線路中。在電子線路中，理想的電路元件符號如圖14.1。414.3獨立電壓源一個獨立電壓源具有下列特性：它總是將兩端維持在一固定的電位差，或稱為其電動勢(emf)。線路中獨立電壓源的符號表示如圖14.2所示。獨立電壓源之較高電位的一端標示(+)而低電位一端標(-)。獨立

3、電壓源之電動勢為(+)、(-)端之電位差；的單位為伏特，且為正值。514.4電路元件的連結二個或二個以上的電路元件的連接點，我們稱之為節點；見圖14.3。節點的電位為一特定值，至於其值之大小則視電位參考零點而定。6串　聯如果電路元件連接如圖14.4，這些電路元件的連接方式稱為串聯(seriesconnection)。至於串聯電路元件中的順序並不重要。7並　聯若電路元件的兩端連接於兩個不同的節點(見圖14.5)，此電路元件的連接方式稱並聯(parallelconnection)。圖14.5中之(a)、(b)的連接方式是一樣的。既

4、然，電路元件的一端被接在一起，它們是處在同一電位的。電路元件的另一端亦然。並聯線路中每個電路元件兩端的電位差都相同。8圖14.6的連接方式既不是串聯也不是並聯，換句話說，線路不一定是串聯或是並聯。它們可能不是串聯也不是並聯。9我們為了在平面上表示立體線路圖，我們採用了一些簡單符號。若兩條導線或端點連接在一起，我們以一個黑點來表示其連接點，如圖14.7中所標示。若二導線並未連接在一起，而只是跨越而已，則無黑點，如圖14.7中所標示。而串聯線路中之各元件的連接點往往被省略如圖14.8中所示。10線路圖中之黑點個數並不能表示節點數目

5、。舉例來說，圖14.9(a)中線路左、右二側各有兩個黑點，表示電路元件的連接處；實際上，任一側的二個黑點為同一節點，如圖14.9(b)。11將電路元件短路假想電路元件以如圖14.10的方式連接。今若用一導線將節點1與節點2連接，如圖14.11；此導線會使此二節點間的電位差降至零。此動作，我們稱之為將二節點短路，或將接於此二節點的電路元件短路。12短路當節點被短路，二端的電位差必定為零，被短路的電路元件可以自線路中被移開，而對線路並未造成影響，如圖14.12。一個理想的電壓源其二端的電位差總是維持在V0，千萬不可以將它短路。13

6、14.5獨立電壓源的串聯與並聯很多獨立電壓源串聯，如圖14.14，它們可以由一個等效的電壓源來取代(見圖14.15)。在等效電壓源兩端的電位差等於各電壓源的代數和。14獨立電壓源的串聯與並聯並聯的獨立電源其電動勢必須相同，而且負端應接在同一節點，正端也應接在另一節點。15例題14.1若將電動勢均為1.50V的四個電池視為理想電壓源。將此四個電池串聯用於手電筒中，如圖14.18。a.等效電池之電位差(或電動勢)為何？b.若其中有一電池不慎被接反了(見圖14.19)，等效電池的電位差為何？16解：a.b.1714.6電容器電容器(

7、capacitors)為一個貯存電荷與電位能的電路元件。它是由二個分別帶等量正、負電荷的導體組成，如圖14.20。一個理想電容器的線路符號如圖14.21。符號中之直線表電容器中電位較高的一導體，而電位較低者則以一曲線代表。18電容器當二導體帶有等量異性電荷，此電容器稱之為充電(charged)。假如二導體都不帶電，此電容器稱為放電(uncharged)。電容器之電容值的大小定義為：電容器中一導體所帶電量的絕對值與電容器二端之電位差絕對值的比值。電容值永遠是正值。在SI單位制中，電容值的單位為C/V或另稱為法拉(farad;F)

8、。電容值與電容器中之導體的幾何構造、大小、導體形狀與介於二導體間的材質有關。19例題14.2a.一對大平行板，二板板面面積均為A，且二板相距d；見圖14.22。試計算此平行板電容器之電容值。b.若此對平行板為邊長10.0cm的正方形，二板相距0.500cm，試計算電容值。20