电源

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2017年3月4日 (六) 19:37富甲一方讨论 | 贡献的版本

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  电源(electric source),把其他形式的能量转换为电能的装置。交、直流发电机,化学电池(干电池、蓄电池),温差电堆,太阳能电池,核电站等都是常用的电源,它们把机械能、化学能、热能、太阳能、核能等转化为电能。产生交变电压的是交流电源,产生恒定电压的是直流电源。

  在电路中,如果只有静电场,则正电荷从高电势处移向低电势处后不能返回,在电阻上消耗的焦耳热也得不到补充,便难以为继。为了在电路中维持恒定电流,除了静电场外,还必须有另一种施予电荷的作用力——非静电力,它能使正电荷逆着电场力的方向运动,从低电势处返回高电势处,非静电力的功则弥补了电路上的能量损耗,这样,恒定电流才能沿着闭合的电路持续流动。所以直流电源也就是能够提供非静电力的装置。从能量转化角度分析,直流电源提供的电能是从其他形式的能量通过非静电力对正电荷作功的方式转化来的。不同的直流电源,形成非静电力的过程不同,能量转换的形式也不同。例如,在化学电池中,非静电力的形成是由于离子的化学作用。

  标志直流电源性能的重要参量是电源的电动势、内阻、容量等。

  直流电源的电动势E描绘电源非静电力作功的本领,定义为把单位正电荷从负极通过电源内部移到正极时,非静电力所作的功,即

    电源.jpg(电源内部)

  式中K是作用在单位正电荷上的非静电力。电源的电动势是表征电源本身性质的物理量,与外电路性质以及电路是否接通都无关。电动势是标量,单位是伏特。

  直流电源的内阻是指它本身的电阻。

  化学电池的容量是指它所能输出的总电荷量,以安培·小时为单位。电池的容量与电极物质的数量有关,即与电池的体积有关。