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电工理论知识-电路定律及电路基本分析方法

电工理论知识-电路定律及电路基本分析方法

点击数:7547 次   录入时间:03-04 11:35:38   整理:http://www.55dianzi.com   电工电器基础

  1.电阻的串联与并联
  
  电阻的串、并联连接方式及规律如下图所示。

  2.电阻的混联计算举例
  
  例:如下图所示,求a、b间的等效电阻R女。

  分析:从a、b端向里看,R2和R3,R4和R5均连接在相同的两点之间,因此是并联关系,把这4个电阻两两并联后,电路中除了a、b两点外不再有结点,所以它们的等效电阻与R1和R6相串联。

  解:Rab=R1+R6+(R2∥R0+(R4∥R5)。

  【提示】电阻混联电路的等效电阻计算,关键在于正确找出电路的连接点,然后分别把两两结点之间的电阻进行串、并联简化计算,最后将简化的等效电阻相串即可求出。

  3、电路名词

    支路(m):一个或几个二端元件首尾相接中间没有分岔,使各元件上通过的电流相等。

  结点(n):三条或三条以上支路的连接点。

  回路(ι):电路中的任意闭合路径。

  网孔:其中不包含其他支路的单一闭合路径。

  例1:如下图所示,该电路m=3,n=2,ι=3,网孔为2。

  例:如图所示,该电路m=6,n=4,ι=7,网孔为3。

  电路中的独立节点数为n-1个,独立回路数等于网孔数。



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  4.基尔霍夫第一定律(KCL)
  
  基尔霍夫定律包括节点电流定律和回路电压两个定律,是一般电路必须遵循的普遍规律。

  基尔霍夫电流定律是将物理学中的“液体流动的连续性”和“能量守恒定律”用于电路中,它指出:任一时刻,流人任一节点的电流的代数和恒等于零:数学表达式:

  ∑i=O(任意波形的电流)∑I=0(直流电路的电流)如下图所示,若以指向节点的电流为正。背离节点的电流为负,则报据KCL,对节点a可以写出:-I1+I2-I3-I4=0例:如下图所示,求电路中的电流i1、i2。

  解:-4+7+i1=0→i1=-3A-i1-i2+10+(-12)=0→i2=1A
  
  其中i1得负值,说明它的实际方向与参考方向相反。

  基氏电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面.如下图所示。

 



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  5.基尔霍夫第二定律(KVL)基尔霍夫电压定律是用来确定回路中各段电压之间关系的定律。

  回路电压定律依据“电位的单值性原理”,它指出:任一瞬间,沿任一回路参考绕行方向,回路中各段电压的代数和恒等于零。数学表达式为:∑U=O
  
  如下图所示,根据∑U=0得:

  -U1-Us1+U2+U3+U4+Us4=0;-R1I1-Us1+R2I2+R3I3+R4I4+Us4=O;-R1I1+RL2I2+R3I3+R4I4=Us1-Us4

   例:如下图所示,写出回路电压方程

  KVL方程式的常用形式,是把变量和已知量区分放在方程式两边,可给解题带来一定方便。

  KVL推广应用于假想的闭合回路,如下图所示,Us-IR-U=0或写作U=Us-IR;如图所示,假想回路列KVL:

  Ua-Ub-Uab=0或写作:Uab=Ua-Ub。

    6.负载获得最大功率的条件
  
  一个实际电源产生的功率通常分为两部分,一部分消耗在电源及线路的内阻上,另一部分输出给负载。

  电工技术中一般考虑的是如何提高电源的利用率,而电子技术中则希望负载上得到的功率越大越好。

      下图所所示的闭合电路中通过的电流为:  负载上获得的功率为:

  由上式可知,当Rl=R0时,负载上获得的功率最大。电源内阻与负载电阻相等称为阻抗匹配。收音机中的输出变压器就是利用这一原理使喇叭上获得最大功率的。

  负载上的最大功率为:

 

 

 




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