常见电路定律

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-05
电路分析中的重要定理及重要概念

电路分析中的重要定理和概念很多,归纳下有:
1、KCL和KVL。这是最重要的两个基本定律,前者属于物质不灭在大学中的体现,后者属于能量守恒在电学中的体现。可以系统求解各种电路参数。
2、电源转换。通过电压源和电流源的相互变换来化简电路,解决一些稍复杂的电路。
3、叠加原理。可以解决多个电源作用一个线性电路的电压、电流参数(不可用于功率叠加)。
4、戴维南和诺顿定理,主要解决复杂电路中的一端口参数变化电路。
5、正弦交流电的幅值、频率、初相位概念,相量图及相量运算。
6、感抗、容抗、阻抗的概念。
7、交流电的有功功率、无功功率、视在功率和功率因素
8、一阶过渡过程的三要素法。
9三相交流电的概念以及线电压、线电流、星三角负载连接、三相电功率。

基尔霍夫电路定律(Kirchhoff Circuit Laws)简称为基尔霍夫定律,指的是两条电路学定律,基尔霍夫电流定律与基尔霍夫电压定律。它们涉及了电荷的守恒及电势的保守性。1845年,古斯塔夫·基尔霍夫首先提出基尔霍夫电路定律。现在,这定律被广泛地应用于电气工程学。
 基尔霍夫电路定律

  基尔霍夫电路定律是集总电路的基本定律,它包括电流定律和电压定律.

  基尔霍夫电流定律(KCL)指出:在集总电路中,任何时刻,对任一节点,所有流出节点的支路电流的代数和恒等于零.

代数和是根据流入还是流出节点判断的.流出为+,流入为-.对节点,I1+I2+...+In=0.

  基尔霍夫电压定律(KVL)指出:在集总电路中,任何时刻,对任一回路,所有支路电压的代数和恒等于零.

  上式计算是要指定一个回路绕行方向,支路电压参考方向与回路绕行方向一致,取+.反之,取-.

  U1+U2+...+Un=0

应用
  当电路中各电动势[1]及电阻给定时,可任意标定电流方向,根据基尔霍夫方程组即可唯一地解出各支路的电流值。基尔霍夫定律是电路计算的理论基础。根据基尔霍夫定律可导出其他一些有用的定理,它们在电路计算中非常有效和简便。

  基尔霍夫定律在稳恒条件下严格成立;在准稳条件下,即整个电路的尺度远远小于电路工作频率下的电磁波长时,基尔霍夫定律也符合得相当好。基尔霍夫定律在交流电路中也可应用

一、叠加原理
    1.叠加原理内容
    在线性电路中,当有两个或两个以上电源作用时,任一支路的电流或电压,等于各个电源单独作用时在该支路中产生的电流或电压的代数和。
    2.叠加原理的使用说明
    1)叠加原理只适用于线性电路,不能用于非线性电路。
    2)应用叠加原理分析计算电路时,应保持电路的结构不变。当某一电源单独作用时,要将不作用的电源中的恒压源短接,恒流源开路。
    3)最后进行叠加时,要注意各电流或电压分量的方向,与所有电源共同作用的支路电流或电压方向一致的电流分量或电压分量取正号,反之取负号。
    4)在线性电路中,叠加原理只能计算电压和电流,不能用来计算功率。

二、戴维南定理
 
                       图 二端网络
    1.戴维南定理的内容
    戴维南定理指出:任何一个线性有源二端网络如上图(a),对外电路来说,都可以用一个电压源来代替,如下图(a),(b)所示。该电压源的电动势E等于二端网络的开路电压,如图(c)所示。其内阻 等于将有源二端网络转换成无源二端网络后(将有源二端网络中的恒压源短路,恒流源开路),网络两端的等效电阻,如图(d)所示。

                          图 戴维南定理
    应用戴维南定理的解题步骤:
    1)将待求支路断开,剩余部分是一有源二端网络,将其等效为一电压源。
    2)求出该有源二端网络的开路电压,即为电源电动势E。
    3)求出将有源二端网络转换成无源二端网络后(将有源二端网络中的恒压源短路,恒流源开路)网络两端的电阻,即为RO。
    4)在由一个电压源和待求支路构成的电路中,求出待求量。

三大定律:欧姆定律、克希荷夫电流定律、克希荷夫电压定律
五大方法:支路电流法、叠加原理、戴维南定理、诺顿定理、节点电压法。
下面对此进行详细解释
第一个重要定律:欧姆定律:我们在初中刚接触电工学的时候,首先就要学到这个著名的定律了,它反映的是某段导体(电阻)与通过它的电流及两端电压的关系R=U/I。对于全电路来说,是与它关联的另一个公式就是全电路欧姆定律,它将电源的内阻也加进去了,这个比较简单,记住一点,它们是计算某个线性电阻、某段支路的重要定律。欧姆定律是对支路电压、电流、电阻的一种约束。
克希荷夫定律,有的人叫基尔霍夫定律,这个都可以,不要细究,音译过来的。
第二个重要定律:克希荷夫电流定律(KCL),又称克希荷夫第一定律:任一瞬间,流入节点的电流的代数和恒等于流出该节点的电流的代数和;广义节点:不是一个节点,可以是一个电路。用该定律可以判断两个电路之间的电流关系。比如两个电路间只有一条导线,则这条导线内电流为零。
需要注意的是在计算电路列方程的时候,若是流入节点的(+号)、流出的电流(-)均在式子的一侧,则电流代数和为零,若在式子的两侧,则流入的等于流出的,不加+、-号。如下图I1+I2=I3+I4,或者I1+I2-I3-I4=0.三极管三个电极的电流关系:Ie=Ic+Ib。
这个定律是对节点电流的一种约束

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