电能完全转化为内能的电路是纯电阻电路;否则就是非纯电阻电路。

 

纯电阻电路:理论上从电源获得的能量能够全部转变成内能的电路,实际上绝大部分转换的都可以是纯电阻电路。呵呵,有点不好理解哈。通俗一点:在电路上以电阻器件为主要负载,而电路上的电容电感的作用对电路影响不大,那么这种电路就是纯电阻电路。内能则一般指热能。例如,白炽灯和LED灯,白炽灯90%以上的电能转变成热能(也就是内能),仅有10%的电能转换成了光能,而这点光能还是从热能转换的,并不是从电能直接转换而来,所以白炽灯电路是纯电阻电路。LED灯将电能几乎全部转换为光能,所以是非纯电阻电路。


非纯电阻电路:就是将从电源获得的能量除了小部分转换成内能(热能)外,大部分转换成了其它能量形式。;例如电动机,除了线圈电阻发热外,电能基本上转换成机械能输出。其它还有节能灯、电风扇等等。

 

一、从元器件角度识别

  

日常生活中的电热毯、电烙铁、白炽灯、电炉子、电饭锅、电熨斗、转子被卡住的

  

电动机等元器件都属于纯电阻,含这些元件的电路称纯电阻电路。电动机、电风扇、电吹风、电冰箱、电视机、电解槽、电脑、电磁炉、蓄电池(充电)等元器件在工作时都属于非纯电阻,含这些元件的电路称非纯电阻电路。它们在电路中的符号如下:

  

纯电阻电路和非纯电阻电路的区别

  

二、从能量转化角度识别

 

(1)纯电阻电路:电能全部转化为内能

 

(2)非纯电阻电路:电能转化为内能和其它形式能。其中:内能应只占少部分。 对于含电动机的电路,其它形式能为机械能;对于含电解槽的电路,其它形式能为化学能。

  

三、从欧姆定律角度识别

 

不包含电阻的公式在纯电阻和非纯电阻电路中都适用。如P=UI,W=UIt。 包含电阻的公式只适用在纯电阻电路中。如P=I2R,W=I2Rt,R=U÷I, R=UU÷P,Q=IIRt。 W=UIt ,W=Pt,P=W/t 适用于纯电阻电路和非纯电阻电路。

 

纯电阻电路:U=IR W=UIt=Q=I2Rt=U2/Rt P电=P热=UI=I2R=U2/R 电能全部转化成热能。

  

非纯电阻电路:U<IR W=UIt Q=I2Rt P电=UI P热=I2R P电=P热+P其(电能转化成热能和其他形式的能量)

 

电动机,电风扇等,除了发热以外,还对外做功,所以这些是非纯电阻电路。白炽灯把90%以上的电能都转化为热能,只有很少转化为光能。所以,在中学电学计算中,白炽灯也近似看做纯电阻。而节能灯则大部分能量转换成了光能所以节能灯属于非纯电阻电路。这也是为什么白炽灯远比节能灯耗电的原因(节能灯几乎将电能全部转化为了光能)


只要符合欧姆定律的不管它将能量转化成什么能,动能也好,化学能也好,光能也好。只要电流相位和电源一致,符合欧姆定律就可以看做是纯电阻电路。因为在计算和分析上可以这么去做。当然,在有电动机存在的电路,部分电能被转化成动能,经电容补偿后可以使相位平衡,功率因数可以为1,但是在分析的时候却不能把他们看成纯电阻电路,电压电流和电阻的关系不对。凡是存在其他能量转化的,基本上都不是只有电阻性负载存在,计算阻值和电压电流关系的时候就不能看做纯电阻电路。


说明


准确来说,欧姆定律全部式子在焦耳定律中的所有变形式(如Q=I²Rt=U²/R*t Q=W=Pt=UIt等)都能在纯电阻电路中使用。


纯电阻电路是指电路中只含有电阻元件的电路。


在纯电阻电路中,欧姆定律和焦耳定律均成立。


注: 焦耳定律原式Q=I²R*t可在几乎任何电路中使用。


相关介绍


高中会学到电路中的几种基本元件:电阻,电感,电容。


在高中范围内接触的电路定量计算的问题中,典型的非纯电阻电路:发电机,变压器。他们都是利用电磁感应工作的,虽然也有电阻,但同时也有电感,所以不是纯电阻电路,不能用欧姆定律计算。


至于说自由电荷在导体中定向移动的阻力,可以这样理解:


金属导体是由电子和相应正粒子点阵组成的,其中电子大多可以自由移动,故被称作自由电子;而正粒子几乎不动,成晶体点阵排列而组成晶格。自由电子在导体中定向移动的时候与正粒子晶格频繁碰撞,从而减速,其作用相当于受到与运动方向相反的阻力,这也就是电阻率的微观解释。


由上述分析不难看出,当自由电子定向移动的速度增大时,和正粒子晶格碰撞将更加频繁,也就是宏观上表现为阻力更大。


线性元件,是指I~U曲线为直线的元件,即所谓线性。而I~U曲线为直线意味着什么,其实就是电阻R不随电压U变化,即电阻恒值。所以只要电阻变的都是非线性元件。不光是纯金属,半导体,乃至一般的导体,它们的电阻都会随电压U变化,所以都是非线性元件。只不过在一般情况下,导体电阻在我们所考虑的问题中变化不大时,大家习惯上把它当作线性元件来处理,即近似看作电阻为恒值,并且在很多情况下这样的近似是非常好用又非常合理的。

 

纯电阻电路和非纯电阻电路的区别

(图片来自于网络)