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內電阻的電壓降怎麼計算

心理1.9W
內電阻的電壓降怎麼計算

電流通過電阻時產生的壓降,就是電阻兩端的壓降。

當兩個導體間存在著電勢差,只要用一根金屬絲把他們連線時,就會產生電荷的轉移,出現電流。你要是用一根木棍來連線,那麼幾乎不會有電流出現。電阻就這樣能確定產生多少電流的一種性質。

當電流流過電阻器時,電子會和電阻器中的原子碰撞,使得溫度升高,電能轉化成熱能。我們常用的熱得快,電吹風,電烤箱等加熱器件都是電阻器的實際應用。

對於導體,電阻可以通過兩段的電勢差除以電流進行測量,也就是電阻的歐姆定律 R= U/I。比如金屬大多符合以上定律。

但實際上影響電阻的條件很多,比如電阻器所用的材料,長度越長電阻越大,橫截面越大電阻越小等等。

在電力輸運的過程中,從電站到終端,要經過長距離的傳輸,大量能量會被電阻損耗。電力傳輸時要降低電流減少損耗,發電功率P=UI,要使輸電電流I減小,而輸送功率P不變,就必須提高輸電電壓U。

擴充套件資料:

設有一段金屬導體,橫截面積為S,長為L,在導體的兩端加上電壓U,則導體中的場強E=U/L.這時,一自由電子在電場力F=eE的作用下做定向移動。設電子的質量為m,則定向移動的加速度為a=F/m=eE/m=U(e/mL)。

運動的自由電子要頻繁地與金屬正離子碰撞,使其定向移動受到破壞,限制了移動速率的增加。自由電子在碰撞後向各個方向彈射的機會相等,失去了之前定向移動的特性,又要從新開始做初速為0的定向加速運動。

自由電子相繼兩次碰撞的間隔有長有短,設平均時間為t,則自由電子在下次碰撞前的定向移動速率vt(以t為下標)=at,那麼在時間t內的平均速率v=at/2。結合之前推出的a=U(e/mL),得自由電子的平均移動速率為v=U(et/2mL)。

代入電流的微觀表示式I=neSv,得I=U(ne2St/2mL)對於一定的金屬材料,在一定的溫度下,t是個確定的數值(10-14~10s),也就是說,對於一段金屬導體,ne2St/2mL是個常量。

因此,導體中的電流強度I與兩端的電壓U成正比。導體兩端的電壓與導體中的電流強度的比值(2mL/ne2St)就是這段導體的電阻。

由此看出,導體的電阻與長度成正比,與橫截面積成反比,與1/ne^2t成正比。1/ne2t由導體的特性決定。因此,在一定溫度時,導體的電阻是R=ρL/S。ρ是導體的電阻率。對於一定溫度與相同的導體,電阻率一定。