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基爾霍夫定律實驗 基爾霍夫定律實驗報告( 三 )


對電池或電源來說,如果我們規(guī)定其電動勢的方向為電源內(nèi)部負極指向正極的方向,那么:
電動勢方向和繞行方向相同:升壓電動勢方向和繞行方向相反:降壓我們用下圖表示上述電池升降壓規(guī)律:

上面的總結(jié)的電阻和電源升降壓規(guī)律你也可以把它們完全反過來,比如,你可以規(guī)定對電阻來說 , 當電流方向和繞行方向相同時為升壓,其他的也都如此反過來,套入 KVL 方程中 , 也能解出一樣的結(jié)果來,但我認為那不好理解,有點反人類 。
換個電流方向?qū)τ谏厦婺莻€簡單的電路來說 , 我們一眼就看出電流方向是順時針的,對于一些復(fù)雜的電路,我們可能一開始判斷不出電流的方向,沒關(guān)系,我們可以隨便假設(shè)一個電流方向,最后如果求出的電流是正的,說明我們一開始猜測的電流方向是正確的 。如果最后求出的電流是負的,說明我們一開始猜測的電流方向是錯誤的 , 我們把電流方向反過來就行了 ??偨Y(jié)一下:
解出 I > 0, 實際電流和標定方向一致解出 I < 0, 實際電流和標定方向相反我們把一開始假設(shè)的那個電流方向稱為標定方向 。
比如,同樣是上面的簡單電路 , 假設(shè)我們一開始并不知道電流是順時針的 , 我們先假設(shè)它是逆時針的,并且我們選擇順時針繞行方向:
隨便猜測一個電流方向
我們還是從 a 點開始分析,沿著順時針繞行,第一個遇到電池,從繞行方向看,電池是升壓的 。過了電池再遇到電阻 。對于電阻來說,根據(jù)前面講的電阻升降壓規(guī)律 , 當電流方向和繞行方向相反時升壓:
電池升壓,電阻升壓
根據(jù)基爾霍夫電壓定律,所有電壓的代數(shù)和為零:

解方程,我們求出電路中的電流為 -1.2A 。電流是負的 , 我們知道我們標定的電流反向是錯誤的 , 應(yīng)該反過來 。
殺一頭牛上面那個簡單的電路我們用基爾霍夫定律來求解電流,簡直是殺雞用牛刀 。下面,我們來一個稍微復(fù)雜點的例子,殺一頭牛試試 。
看下面的電路:
典型基爾霍夫電路
題目要求:求出各支路中的電流 。
標定電流方向根據(jù)以往的經(jīng)驗(可能是錯誤的)電流一般從電源正極流出,我們標定各支路中的電流方向如下:
標定電流方向
注意上面電流的方向可能是錯誤的 。最后的計算結(jié)果會告訴我們標定正確與否 。如果計算出來電流是負值 , 說明我們一開始標定的電流方向是錯誤的 。
選擇繞行方向電路中有兩個回路 , 我們都選擇順時針繞行方向,也就是說我們沿著順時針方向應(yīng)用 KVL 分析電路:
選擇繞行方向
對于上面的電路,我們這套分析方法,認為只有兩個回路,最外圍的大回路我們不認為是回路:
不是回路
這套分析方法也叫網(wǎng)孔(Mesh)分析法 。你可把電路想象中一張大網(wǎng),一個眼就是一個網(wǎng)孔 。網(wǎng)孔就是上面的回路 。

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