西門子CPU模塊6ES7312-1AE14-0AB0

1. 焦耳定律定義：

電流通過導體時所產生的熱量Q，跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電的時間成正比。

2. 焦耳定律公式：

Q=I2Rt，適用范圍：任何電路。

控制變量法：
(1)控制電流和電阻相同，研究電熱與通電時間的關系
(2)控制通電時間和電阻不變，改變電流的大小，研究電熱與電流的關系
(3)控制通電時間和電流不變，改變電阻大小，研究電熱與電阻的關系

串并聯電路電熱關系：
串聯電路中，電熱之比等于電阻之比，

并聯電路中，電熱之比等于電阻的反比

“焦耳定律"中的控制變量法：
     焦耳定律的實驗運用了控制變量法，當兩段電阻串聯時，控制電流和通電時間相同，得出電流產生的熱量與電阻大小有關，當兩電阻并聯時，控制電阻和通電時問不變，得出電流產生的熱量與電流大小有關。
例：小宇和小剛想利用如圖所示的裝置來探究 “導體產生的熱量與其電阻大小的關系"。兩只相同的燒瓶中裝有適量的煤油，燒瓶A中浸泡著一段銅絲，電阻較小；燒瓶B中浸泡著一段鎳鉻合金絲，電阻較大，溫度計顯示煤油的溫度。

(1)為保證實驗科學合理，兩個燒瓶中所裝煤油的質量應該相同。
(2)實驗中，小字和小剛發現B燒瓶中溫度計的示數升高得快。這表明：在電流和通電時間相同的情況下，導體的電阻越大，產生的熱量越多。

解析：(1)利用控制變量法在探究“導體產生的熱量與其電阻大小的關系"時應控制其他因素不變，如煤油的質量，相同的燒瓶，相同的溫度計等。
(2)B瓶中溫度計升高得快，說明相同時間內煤油吸收的熱量多，由于鎳鉻合金絲電阻大于銅絲電阻，所以在電流和通電時間相同時，導體電阻越大，產生的熱量越多

電阻元件是耗能元件的理想化模型，是二端元件。
     1.線性時不變電阻　阻值不隨其兩端電壓或電流數值變化，并且不隨時間t變化的電阻。本課程中電阻無特殊說明均指線性時不變電阻。
     2.電壓、電流（伏安）關系　電阻上電流與該電阻兩端電壓之間的關系，反映了電阻元件的特性。下圖是電阻模型及伏安特性曲線。
     線性時不變電阻的伏安特性曲線是一條經過坐標原點的直線。電阻值可由曲線的斜率來確定。

     歐姆定律揭示了電阻元件上的電壓、電流的約束關系。
     3.功率與能量
     電阻R上吸收電功率為：

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對自感電壓，當u,i 取關聯參考方向（如下圖所示），u、i與Φ符合右螺旋定則，其表達式為：

上式說明，對于自感電壓由于電壓電流為同一線圈上的，只要參考方向確定了，其數學描述便可容易地寫出，可不用考慮線圈繞向。

對互感電壓，因產生該電壓的電流在另一線圈上，因此，要確定其符號，就必須知道兩個線圈的繞向。這在電路分析中顯得很不方便。為解決這個問題引入同名端的概念。

同名端：當兩個電流分別從兩個線圈的對應端子同時流入或流出，若所產生的磁通相互加強時，則這兩個對應端子稱為兩互感線圈的同名端。

圖1所示的耦合電感中，兩兩同名端用相同的符號表示，如 *、△、·。通過同名端的確定，得到，。

 圖1 同名端的確定

確定同名端的方法：

① 當兩個線圈中電流同時由同名端流入(或流出)時，兩個電流產生的磁場相互增強；

② 當隨時間增大的時變電流從一線圈的一端流入時，將會引起另一線圈相應同名端的電位升高。

有了同名端，表示兩個線圈相互作用時，就不需考慮實際繞向，而只畫出同名端及u、i參考方向即可，即可由同名端及u、i參考方向確定互感線圈的特性方程。

例1 寫出圖示電路電壓、電流關系式。

(a)

(b)

例1圖

分析：（1）u₁和u₂由兩部分組成：自感電壓和互感電壓；

（2）自感電壓由公式和確定，正負號的確定：當電壓和電流為關聯參考方向時，取“+"；當電壓和電流為關聯參考方向時，取“－"；

（3）互感電壓由公式和確定，正負號的確定：通過同名端符號，將電流折算到同一回路，再判斷電電壓和電流的關聯參考方向：當電壓和電流為關聯參考方向時，取“+"；當電壓和電流為關聯參考方向時，取“－"；

解：(a)      (b)

例2 已知，，，，求u(t)和u₂(t)。

 例2圖

解：先寫出電流的數學表達式：

由于u₂所在的右邊回路斷開，故無電流，所以u₂只有互感產生的感應電動勢，

u₁由自感和互感兩部分組成