第2章 直流電路 2-1 歐姆定理 2-2 克希荷夫定理 2-3 串、並聯電路的定義及量測 2-4 電功率的定義

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1 第2章 直流電路 2-1 歐姆定理 2-2 克希荷夫定理 2-3 串、並聯電路的定義及量測 2-4 電功率的定義
第2章 直流電路 歐姆定理 克希荷夫定理 串、並聯電路的定義及量測 電功率的定義 應用電路 – 電功率的計算

2 2-1 歐姆定律 說明： 定義： 公式： 單位： 例題： 電路中電壓、電流與電阻三者之關係 當電壓為定值時、電流與電阻成反比
歐姆定律 說明： 電路中電壓、電流與電阻三者之關係 定義： 當電壓為定值時、電流與電阻成反比 公式： 電流(I)=電壓(V)/電阻(R) 單位： 電流(安培)、電壓(伏特)、電阻(歐姆 ) 例題： 燈泡內阻為10Ω ，接100伏特電壓源， 則流經燈泡的電流I=V/R=100/10=10(A)

3 2-1 歐姆定律 例題1： 解： 例題2： 解： 已知流過燈泡的電流為10 A，供應電 壓為10V，求燈泡的內阻為何？ 公式：R=V/I
歐姆定律 例題1： 已知流過燈泡的電流為10 A，供應電 壓為10V，求燈泡的內阻為何？ 解： 公式：R=V/I =10/10=1(Ω) 例題2： 可變電阻調整大小為10~50 Ω，若電 壓為100V，則電流變動的範圍為何？ 解： 公式：I=V/R I=100/10=10，100/50=2 電流由10A減為2A 回目錄

4 2-2.1 克希荷夫電壓定律 定義： 條件： 例題： 解： 在封閉電路中，所有電壓的總和為零 1.電壓昇，依電流方向 - →+ ，取+值
克希荷夫電壓定律 定義： 在封閉電路中，所有電壓的總和為零 條件： 1.電壓昇，依電流方向 - →+ ，取+值 2.電壓降，依電流方向 + →- ，取-值 例題： 解： 如圖所示之電流方向，則 壓降 電流方向 +E-V1 -V2- V3=0(v) 壓降 壓昇 E=V1+V2+V3 E=IR1+IR2+IR3 壓降

5 例題： 解： 圖示電路，求電路電流I為多少? 假設電流方向，如圖所示，則： 100-I×40-I×30-50-I×70-I×60=0
I=50/200=0.25(A) 電壓定律應用於串聯電路求未知電流或電阻

6 2-2.2 克希荷夫電流定律 定義： 公式： 例題： 解： 在電路上，流入節點的電流總和為零 即，流入與流出節點之電流和相等
克希荷夫電流定律 定義： 在電路上，流入節點的電流總和為零 即，流入與流出節點之電流和相等 公式： ΣI=0A ，或ΣIin=ΣIout 例題： 解： I-I1-I2-I3=0(A) 節點 I=I1+I2+I3

7 例題： 解： 圖示電路，求電路電流I為多少? 並聯電壓相同，則分路電流： I1=12/20=0.6(A) I2=12/30=0.4(A)
I=I1+I2+I3= =1.3(A) 回目錄 電流定律應用於並聯電路求電路電流

8 2-3.1 串聯電路的定義 說明： 圖例： 特性： 特色是電路元件以頭尾相接方式組成 1.流經各元件之電流皆相等。
串聯電路的定義 說明： 特色是電路元件以頭尾相接方式組成 圖例： 特性： 1.流經各元件之電流皆相等。 2.總電阻為各電阻相加之和。 3.總電壓為各元件壓降相加之和。

9 例題： 解： 圖示電路，求電路電流I為多少? 歐姆定律I=E/RT，則總電阻RT：
V1 I V2 E V3 解： 歐姆定律I=E/RT，則總電阻RT： 總電阻RT=R1+R2+R3= =100(Ω) 電流I=E/RT=12/100=0.12(A) V1=IR1=0.12×10=1.2(V) V2=IR2=0.12×20=2.4(V) V3=IR3=0.12×70=8.4(V) 總電壓V= =12(V)=E

10 2-3.2 並聯電路的定義 說明： 圖例： 特性： 1.電源電壓與各元件壓降值相等。 2.總電流為分路電流之和。
並聯電路的定義 說明： 特色是電路元件以頭接頭、尾接尾組成 頭 圖例： 尾 特性： 1.電源電壓與各元件壓降值相等。 2.總電流為分路電流之和。 3.總電阻為各電阻倒數和再取倒數。

11 例題： 解： 圖示電路，已知電流I2=0.2A，試 求電壓源及總電流為多少? 分路電壓 V2=I2R2=0.2×40=8(V)
並聯電壓相等 E=V2=8V=V1 分路電流 I1=V1/R1=8/20=0.4(A) 總電流 I=I1+I2= =0.6(A)

12 串並聯混合電路 說明： 有先串後並與先並後串聯電路兩種 串接 先串後並聯電路： 並接 先並後串聯電路： 並接 串接

13 例題： 解： 圖示先串後並聯電路，求電流 I=? 先求總電阻RT，則： 20Ω與40Ω串聯電阻=20+40=60Ω
總電阻為60Ω與30Ω並聯60//30=20Ω 電路電流 I=E/RT=12/20=0.6(A)

14 例題： 解： 圖示先並後串聯電路，求電流 I與I2。 先求總電阻RT，則： 60Ω與30Ω並聯電阻=60//30=20Ω
電路電流 I=E/RT=12/60=0.2(A) 回目錄 I2=0.2×60/(30+60)=12/90=0.13(A)

15 2-4 電功率的定義 定義： 電氣元件在單位時間內所消耗的能量 公式： P=W/t=IV=I2R=V2/R (瓦特，W) 例題：
電功率的定義 定義： 電氣元件在單位時間內所消耗的能量 公式： P=W/t=IV=I2R=V2/R (瓦特，W) 例題： 有一燈泡的規格為120V、60W，試求 燈泡電阻為何?容許通過電流為何? 解： 電功率的公式：P= IV=I2R=V2/R 燈泡電阻：R= V2/P=1202/60=240(Ω) 回目錄 燈泡電流：I=P/V=60/120=0.5(A)

16 2-5 應用電路 圖例： 解： 每顆燈泡皆為6Ω，比較串接電阻後的壓降。 總電阻RT=6//6//6=2(Ω)
應用電路 圖例： 每顆燈泡皆為6Ω，比較串接電阻後的壓降。 解： 總電阻RT=6//6//6=2(Ω) 功率消耗PT=V2/R=122/2=144/2=72(W) 串接12Ω之壓降V=12×2/(12+2)=1.7(V) 回目錄 功率消耗PT=1.72/2=1.4(W)