【欧姆定律】求物理高手解释下这张图

请问:x,y轴上的数是什么意思?为什么会这样?举个生活中或实验中的例子?4.20-4.21内回答的好的追加,谢谢!

应该说P轴和R轴
P:电功率
R:电阻
如果从发电站→变压器→终端用电器考虑整个电路,则决定电路中的电流大小并不是由各部份的电阻决定的,而是由电源(发电机)提供的功率决定。

具体解释如下:
对终端用电器来说,变压器的副线圈相当于电源,此时,通过用电器的电流大小由欧姆定律决定,即I=u/R,R为用电器的电阻,则此时变压器副线圈提供的功率为P=uI。而对变压器原线圈来说,原线圈是负载,发电站是电源,所以此时,原线圈消耗的功率P'=P=uI,由变压器线圈匝数比,则在原线圈中的电流是i,有P'=Ui(U>u,I>i)。所以从发电站中传输出的电流就是i。
所以,对整个电路来说,只有终端负载的电阻决定了终端电路的电流大小,然后由终端负载的功率决定了上一层电路的电流大小,与各层电路中的电阻没有直接的关系。

例如,发电站发出380V的电压,通过变压器变压为220V,第一次在变压器次级接负载为220Ω的电灯,第二次接电阻为55Ω的电炉。则:
接电灯时:(不带小撇的是副线圈电路的物理量,带的则是原线圈中的物理量)
I1=U/R1=1A
P1=UI1=220W
P1'=220W
i1=220W/380V=11/19A
接负载为55Ω的电炉时:
I2=U/R2=4A
P2=UI2=880W
P2'=P2=880W
i2'=P2'/U=880W/380V=44/19A

当然了,上面是以理想变压器为例说明问题的,由于副线圈电路中导线的电阻,变压器铁芯、原线圈导线的电阻、包括发电机线圈的电阻等的功率损耗,所以实际上原线圈电路中的电流要大于这个数值,也就是发电站必须提供稍大于880W或220W的功率。
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第1个回答  2013-04-20
个人观点仅面向中学水平 高等级别的请无视

个人觉得图示表示的是最简单的单一用电器电路(也就是一个电源串联一个电阻的电路)的电阻阻值R与消耗功率P的方程(该方程同时应该是考虑了电源的内阻 阻值用r表示 所以电路里的电阻就暂称为外阻R) 而电源电动势用希腊字母ε表示 (为了讲解 总电路电流就用i表示 外阻两端分得电压就用u表示)

根据欧姆定律 ε = i ( R + r )

x轴:表示外阻值R
y轴:表示外阻消耗功率值P

图解:因为 ε = i ( R + r ) 所以 i = ε / (R+r) 所以 u = i * R = εR / (R+r) (这里也可以用分压原理直接得到 不必 i * R ) 所以 P = u * i = R(ε^2) / ((R+r)^2) 于是我们得到了功率P与外阻R的关系方程 P = R(ε^2) / ((R+r)^2) 图示里的曲线就该方程曲线 也就是说当外电阻值R等于电源内阻值r时(R=r) 外电阻消耗功率P可以达到最大值 P = (ε^2) / 4r

至于是如何讨论 R(ε^2) / ((R+r)^2) 在 R=r 时获得最大值 方法很多 比较高端又具有普遍性的是均值不等式的做法 我就不写了 可以参照 http://zhidao.baidu.com/question/36742825.html 不过我看他们写的也是密密麻麻乱七八糟的样子 不过是对的

还有功率 P = (ε^2) / 8r 是最大功率值的一半 表示外阻R在某两个不同值的情况下都可以发挥最大功率值的一半能效 至于哪两个值就自己算吧 没给题目我也不知道想表达个神马

生活实例我想不出来 这本来就是个理论模型 实验中的例子 初中高端一些或是竞赛 或是到了高中阶 应该段会学到计算串联一个滑动变阻器的部分功率 貌似就是这个方程

嗯 大概就是这样啦\(^o^)/
好吧 我承认我其实偶然看见然后来回忆高中的 (捂脸~)追问

非常谢谢亲,解答得挺辛苦吧,不好意思啊,我是初三的表示不是很懂,楼上的可能稍微能懂一些,而且他回答得比较早。结合你的部分讲解我已经大致知道了,还是非常谢谢你哦