电源内部初中物理能量转化怎么转化

消耗在电源内部的电阻上的能量,是什么能转化为什么能_百度知道
消耗在电源内部的电阻上的能量,是什么能转化为什么能
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普通电能可以等效理解成一个理想电源加一个电阻,这个电阻就是内阻。电流流过电阻就会发热,所以当然是电能转化为热能。
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单位正电荷沿闭合电路移动一周,电源释放的总能量决定于(  )A.电源的电动势B.通过电源的电流C.内外电路电阻之和D.电荷运动一周所需要的时间...
单位正电荷沿闭合电路移动一周,电源释放的总能量决定于(  )A.电源的电动势B.通过电源的电流C.内外电路电阻之和D.电荷运动一周所需要的时间
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在电源内部,非静电力把正电荷从负极板移到正极板时要对电荷做功,这个做功的物理过程是产生电源电动势的本质.非静电力所做的功,反映了其他形式的能量有多少变成了电能.因此在电源内部,非静电力做功的过程是能量相互转化的过程.电源的电动势正是由此定义的,即非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功与该电荷电量的比值,称电源的电动势,电动势的物理意义为,在电源内部,非静电力把单位正电荷从负极移送到正极时所做的功.所以电源释放的总能量决定于电源的电动势,故A正确.故选:A
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我们会通过消息、邮箱等方式尽快将举报结果通知您。关于电源的概念.电源是把其他形式的能转化成电能还是转化成电势能的装置?
问题描述:
关于电源的概念.电源是把其他形式的能转化成电能还是转化成电势能的装置?
问题解答:
把其他形式的能转化为电能. 再问: 可是为什么教科书上写的是电势能? 再答: 是吗。按照教科书来吧
我来回答:
剩余:2000字
这种说法是正确的.每一种物质的运动形式(状态)对应着一定形式的能量,物质由一种运动形式转变为另一只运动形式时,都伴随着能量变化,电源使用的过程中,消耗化学能,得到电能,是化学能转变为电能的过程,所以答案是对的.
电动势---是“电荷势能”的简称.说白了,就是,“电荷具有的电势能”的简称.这个物理概念是怎么来的呢?是在研究带电粒子相互作用的时候,发现:不同的位置,即,距离不同,电荷之间的作用力就不同,也就是:不同的位置,静电力做功的“势力”不同!.于是,就引入了一个物理概念:电动势--来表示不同位置(距离)而对应的电场对电荷(正
不完全对.电池是;发电厂是;电气设备中往往把市电,转换成需要的电压的装置,也称电源.进和出都是电能.
光,潮汐能,生物能.
对的.在电源外部,正电荷由正极流向负极.但在电源内部,正电荷需要由负极流向正极,在外部电路正负极间重新形成压差,电路才能正常工作.内部搬运电荷消耗的便是其他形式的能量.在电源内部,其他形式的能量不断把正电荷由电源负极搬到电源正极形成电势差,就好比玩滑梯时要从底部爬到高处一样,是一个能量积蓄的过程,这一过程使得电源内部正
对的,没错 电源是提供电能的装置.因为它可以将其它形式的能转换成电能,所以我们把这种提供电能的装置叫做电源.
电源是提供电能的装置.
1,2对,3的话..是因为有电压所以才有电流,电源提供电压,这就玩语文了
语句问题解决后,可以回答只有是错的,肯定会有部分转化为内能的,电源用久了感觉热不就是有部分能量转化为内能吗?机械能一般不会吧,除非电源爆炸了.
C电压源可以开路
A.电路中电流的方向是“正极→负极”.此处 所说的电路有些模糊,在外电路中电流是从电源的正极流向负极,在电源内部电流是从电源的负极流向正极.所以这句话应该说是错误的.B.电源是把其他形式的能转化为电能的装置.正确.干电池和蓄电池是鼗化学能转化为电能的装置.火力发电机是将热能转化为电能的装置,水力发电机是将机械能转化为电
然后还有,电磁感应,磁能转化成电能.等等,发电的方式有很多,还有什么生物电.电源把他形式的能转换成电能,就是电源的能量转换,至于下面那个问题,你需要分类讨论了.根据上述不同的电源类型,一一作出解释,比如电池,利用异种电荷相互吸引,造成高度差,促使电子移动.形成电流,比如电磁转换,利用电能生磁,电磁感应原理来形成电流,具
电动势——E只是电源把化学能或其它能转化为电能的一种能力而已,E的大小就表现在把除电能以外的能转化成多少电能的能力,所以说它是一种本领,就像你的消化系统把饭吃下去能转化成多少脂肪一样. 再问: 好的,谢谢。顺便问一下:在闭合电路中,电动势等于内外电压之和,对不对?我总觉得有些怪异…… 再答: 对的,因为非理想电源的内部
电动势大,意味着电源把其他形式的能转化为电能的本领大,相当于能量转化得快.
电动势也越大错在这里,电动势可能不变,只是电流发生改变.
不对,要注意是对单位电荷.因为电动势单位是V即J/C
闭合电路中,电动势的值不等于电压大小,因为电源有内阻; 非静电力所作的功 等于 电源内部将其他形式的能转化为电能的大小,这个是电动势的定义;
电流 I=C/t=2/1.2=5/3A电压 U=1.2v时间 t=1.2s所以热量 Q=UIt=1.2*1.2*5/3=2.4J
消耗在电源内部的电阻上的能量,是(电能)转化为(内能). 再问: 那电能是哪来的啊?电源内部不是其他能转化为电能吗? 再答: 那是理想的状态,其实在电源内部还是有电阻的,题意前一句是问:消耗在电源内部的电阻上的能量,意思就是电源除了把其他形式的能转化为电能之外,本身也会消耗电能,实际情况是电源用久了感觉有点热,就是有部
也许感兴趣的知识因应能量收集应用的超低功率需求
  作者:安森美半导体Bruno Damien及Canova Tech公司Andrea Colognese
  近年来,能量收集(energy harvesng)话题在电子设计群体内获得了广泛关注。通过能量收集过程,能够捕获、收集然后透过电子设备来利用小批量的能量,从而能够完成简单的任务,而无须在系统设计中集成传统电源。然而,为了有效地实现能量收集,系统需要以尽可能最高的能效等级工作,不管是系统规定的构成元件,还是系统布设的方式,都是如此。下文将讨论能量收集应用的几项技术挑战,以及创新的数字、模拟及电源管理半导体技术怎样发挥关键作用来克服这些挑战。
  如今在利用能量收集(或清理)的应用包括建筑物自动化系统、远程监视器/数字采集设备及无线传感器网络。由于能量收集并不依赖于传统形式的电源,它有两种关键的生态优势。首先,它不会导致任何化石燃料储备的耗尽;其次,它不会增加污染等级(因为没有相应的碳排放或用后丢弃的电池)。除了免去绕线或线缆之需并因此提供便利性,对于原设备制造商(OEM)和系统集成商而言,这类应用的真正优势在于,一旦真正就位,它实际上不会产生日常运行成本,因而不会收到公用事业机构的账单或是成本高昂的替换电池上门服务等。
  提取所要求的能量
  可以采取多种方式来从环境中收集能量(取决于何种方式被证实最适合于特定应用背景),产生的功率等级通常在10 &W至400 &W区间。 采用的机制包括温差、动力学(主要通过振动运动)、太阳能、压电效应、热电效应及电磁。然而,可能除了太阳能外,有关能量采集是&免费&能量的认知并不是完全准确。其于振动或温度梯度的能源利用了大量源自系统的浪费能量。因此,须顾及维修及维护成本因素。
  图 1 : 真实世界应用的功率范围
  通过收集过程产生的能量可以用于多种方式,例如:
  1. 开关(建筑物自动化) & 施加在开关上使其导通或关闭的机械力足以产生相当于数毫焦耳(mJ)的能量来运行无线收发器。这种方式发送射频(RF)信号来启动门锁或灯。这种方式由于不需要绕线,故提供后勤维护及审美上的效果。
  2. 温度传感器(建筑物自动化) & 环境空气与加热器之间的温差能提供将温度数据以无线方式发送回给调节系统所需的能量。
  3. 空调(建筑物自动化) & 空调导管的振动能用于通过电磁感应产生电气信号。空调可以通过此信号来控制。
  4. 远程监控(工业/环境) & 其形式可能是无人值守气象台、化工厂的气体感测系统、海啸警示系统等。太阳能电池或小型风力涡轮机可以提供所要求的能量。
  5. 医疗植体(保健) & 诸如血糖监测仪,此类应用中,热量或人体活动使置于病人皮肤上的低功率无线收发器能够将数据反馈至诊疗中心,而无需包含电池(因而提升病人的舒适度,并减少不便利体验)。
  6. 手表(消费) & 太阳能或运动能量能用于支援无电池手表的工作。
  7. 胎压监测(TPMS,汽车应用) & 使用表面声波(SAW)传感技术, 有可能规避因安装电池及在各个汽车轮胎上配合温度/压力传感器所需的复杂电子电路产生的问题,因而缩短物料单(BOM)成本及所需的工程资源。
  系统设计考虑因素
  由于要处理的能量仅为微瓦(&W)级,显而易见的是,采取一切可能的措施来最充分利用能量至关重要。工程师需要努力工作以避免浪费。这涉及到硬件及软件考虑因素,能够通过应用高能效的元器件及确保充分的设计优化来实现。至关重要的是,电子系统包含由智能电源管理组成的低压电路。可能还需要考虑到能量存储问题,因为这些系统工作的零散(sporadic)属性表示,在许多情况下,能量被采集的时间与能量后来被利用的时间之间没有直接关联。使用的存储方法必须采用低压工作,并带有大充电电流能力、适当的放电能力,以及很可能完全无自放电能力。处于系统核心的数字IC必须能够提供超足量的处理器性能,以承担系统工作,同时还要能够配合低压工作,从而不超过功率预算。此外,这数字IC的性价比必须足够高,使其应用不会太过于影响跟系统相关的总体支出,否则的系统的价格会太高,无法部署在前方论及的许多能量收集应用中。
  图 2 : 谨慎利用可用能源
  通常情况下,如果有需要增强性能等级、提供更大程度的优化或提高集成度,OEM就会考虑采取定制方法,从项目开始就与专用集成电路(ASIC)供应商合作。不利的是,这种方法并不总是可行,因为它要求大量的前期财务投资以支付一次性工程(NRE)成本,随后还必须有足够大的批量以收回投资。许多能量收集应用并没有足够大的批量来采取这种方法,但另一方面,在后续流程上仅是将现成元件布设到一起的工程师很可能无法将系统能效提升至最高。令情况更糟糕的是,开发过程很可能要求大量的时间和工程资源。
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电信与信息服务业务经营许可证:粤B2-论导体电路中的能量传输途径
论导体电路中的能量传输途径
广东博罗高级中学(516100) 林海兵
摘要:由于麦克斯韦方程组的讨论引出坡印廷矢量,这个反映了电磁波能量的传播方向,因而便有许多人把这个矢量应用于导体电路,认为导体电路中的能量也是通过电磁波在空间传输的。
关键词:麦克斯韦方程组,电磁波,坡印廷矢量,导体电路,能量传输途径
经过对麦克斯韦方程组的讨论,我们得到了一个特殊的矢量——坡印廷矢量,该矢量表达式为
,它代表单位时间从某面积流过的电磁能量,而且、 、 这三个矢量的方向总构成右旋关系,电磁波能流密度矢量 的方向总是沿着电磁波的传播方向。
于是,人们便把该公式进行推广,认为该公式不但适用于电磁波的能量传播,而且适用于导体电路导电时的能量传输。
1、 经典直流电路中能量传输的分析
赵凯华、陈熙谋编著的《电磁学》(-2版,-北京:高等教育出版社,0重印))中是这样分析的(下册第826~827页):
在电源内部(图8-19 a)有电源力&,电流密度 。这里 与 方向相反,且,故 与 的方向一致,与 的方向相反。所以在电源里坡印廷矢量 沿垂直于
的辐向向外,即电源向外部空间输出能量。在电源以外的导线里,(图8-19 b、c),
与 方向一致,故沿垂直于 的辐向向内; 导线外的电场
一般有较大法线分量,但因切线分量连续,导线表面外的电场或多或少总有一些切线分量的,这切线分量与和电流方向一致。由此可知导体表面外的坡印廷矢量 的法线分量总是指向导体内部的。 一定,电导率 越大, 本身和的切线分量越小,导体内的S和导体外S的法线分量就越小。在
的极限下,导体外的S
与导体表面平行。至于S的切线分量的方向,则需分两个情形来讨论。
在导体表面带电荷的地方(图b),的法线分量向外,S的切线分量与电流平行;在导体表面带负电的地方(图c),的法线分量向内,S的切线分量与电流反平行。
综合以上所述,我们来看整个电路中能量传输的情况。如图8-19d,设电路由一个电源、一个电阻R较大的负载和电阻很小的导线组成。在靠近电源正极的导线表面上带正电,在靠近电源负极导线上带负电。图8-19d中的小箭头代表S,即能量流动的方向。按照上面的分析,能量从电源向周围空间发射出来,在电阻很小的导线表面基本上沿切线前进,流向负载。在电阻较大的负载表面,能量将以较大的法线分量输入。在导线表面经过折射,直指它的中心。由此可见,电磁能不是通过电流沿导线内部从电源传给负载的,而是通过空间的电磁场,从导体的侧面输入的。
2、 正确理解坡印廷矢量
上面的分析正确吗?笔者表示怀疑,首先,我们就坡印廷矢量进行剖析,我们需要了解的是该矢量表达式
中的和这两个矢量特别是到底代表什么。相信,很多人一见到这个问题一定会给一个十分肯定的答案——电场!但是笔者这里要问的是这是什么电场,是与具有相同相位的感应电场还是电路中的电压分配电场?这里的答案是什么清楚的——是具有相同相位的感应电场,而不是电路中的电压分配电场!
既然如此,上述的经典分析中就犯一个偷梁换柱的错误,把电路中的电压分配电场当成为与同相的感应电场。所以,上述分析是错误的。
3、上述直流电源中没有与电流反向的电场
笔者在《电源论》《电源论(二)》《电流论(三)》《金属导体导电原理》等文中一再说明,没有接通外电路的电源内部没有稳恒电场,接通外电路后,整个电路(包括电源内电路、外电路)只存在一个闭合的由电源正极经过外电路负载指向电源负极,再经电源内部指向电源正极的电场。该电场不是稳恒电场,它不满足稳恒电场:
该电场的环路积分为:
4、 通电导体周围的坡印廷矢量方向的判断
既然上述的分析中偷换了电场概念,把电路中电压分配电场当成与电流磁场同相的感应电场进行分析,那么,正确的分析应如何进行?首先必须把导体周围的感应电场方向弄清楚,为了方便,笔者先就以下几种情况的感应电场进行分析。&
A、 变化磁场的空间
如图1所示,当条形磁铁在空间向下运动时,在磁铁正下方产生了一个感应电场
同时产生了一个感应磁场,其中,和的方向我们可以楞次定律进行判断,如图1的E和B的方向所示。根据和的方向,我们可以判断当条形磁铁向下运动时,它产生的电磁能量的波印廷能流密度矢量的方向是垂直于条形磁铁的运动路线向外发散的。
B、 变化电场的空间
如图2所示,一平行板电容器通过导线连接在一直流电源上,当开关闭合后,电容器在充电过程中,电容器因电场变化而产生的感应磁场和感应电场的方向如何。
当开关闭合后,电流开始流过电路,给电容器充电,电容器内电场开始增大,由于增大的电场相当于与电流同向的位移电流,所以它产生的感应磁场B可用右手螺旋法则判断,如图2(a)所示,俯视图为顺时针方向,同时它产生的感应电场E的方向总是阻碍原电场的方向,所以在电容器内部空间电场方向向上。由此我们可以根据感应电场和感应磁场的方向判断电磁波能流矢量S的方向(如图2(b)所示),在电容器右侧向右,对于整个电容器而言,坡印廷矢量S以电容器为中心轴水平向外发散。
C、 电流周围空间
通电直导线周围的空间存在着感应磁场和感应电场,
感应磁场的方向可用右手螺旋法则判断,其感应电场总是与电流方向相反。如图3(a)所示。其感应电场与感应磁场的方向与上述图2中电容器周围的感应电磁场方向基本相同。所以,导线周围的电磁能流矢量S的方向是以导线为中心轴,向四周发散。
上面A、B、C三种情况下,都是在同一个前提下进行的,即A中感应电场E的变化率,B、C中的磁场变化率。在这个前提下,根据麦克斯韦方程组知道,源场的变化将同时产生相位相同的感应电场和感应磁场,它们方向用以下法则判断。
变化磁场(原场)产生的感应电场与感应磁场(感应场)判断,可用右手螺旋法则:伸出右手,大拇指指向磁场变化的反方向,该方向就是感应磁场的方向,弯曲的四指所指的方向就是感应电场的方向。
电流(变化电场)(原场)产生的感应电场与感应磁场(感应场)判断,可用左手螺旋法则:伸出左手,大指指向电流I(电场变化)的反方向,该方向就是感应磁场的方向,弯曲的四指所指的方向就是感应磁场的方向。
由此可见,空间有这么一个性质:感应电场总要阻碍产生该电场的原始变化电场的变化;同理,感应磁场也总要阻碍产生该磁场的原始变化磁场的变化。
由上述的B、C可见一般,只要有电流流过导体,不管是电容器还是一般的电阻元件还是其他导体,由电流感生的感应电磁场的坡印廷矢量的方向总是以导线为中心垂直于导线向外辐射。
在电流流过后,电源内部的电流方向与电场方向相同,也与外电路没有其他分别,所以,在它周围所形成的感应电磁场的能流密度矢量S同样也是以电源为中心垂直于电源向外辐射。
如果没有“A中感应电场E的变化率 ,B、C中的感应磁场变化率
”这个讨论前提,即A中感应电场E的变化率,B、C中的磁场变化率,那么,A中将只产生感应电场E,而不产生感应磁场,同样B、C中也只产生感应磁场B而不产生感应电场E,那么,,即没有电磁能量从导体向外空间发射。
因而,认为导体导电的电路中,能量是通过电磁能在空间向用电器传播而不是通过导线传播的说法是错误的。
既然能量不能通过电磁能在空间向用电器传播,而且整个闭合电路在导电过程中还可能不断地向外空间辐射电磁能量,那么,用电器的能量来源只有通过导体内部的电压分配电场进行传播。
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&&&&&&&&&修改于日星期五
5 参考文献
1、赵凯华、陈熙谋编《电磁学》第二版0重印)&&
高等教育出版社
2、林海兵& 《电源论》
3、林海兵& 《电源论(二)》
4、林海兵& 《金属导体导电原理》
5、& 林海兵& 《论电路中的欧姆定律》
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