基尔霍夫定律实验 基尔霍夫定律实验报告( 三 )


对电池或电源来说,如果我们规定其电动势的方向为电源内部负极指向正极的方向,那么:
电动势方向和绕行方向相同:升压电动势方向和绕行方向相反:降压我们用下图表示上述电池升降压规律:

上面的总结的电阻和电源升降压规律你也可以把它们完全反过来,比如,你可以规定对电阻来说 , 当电流方向和绕行方向相同时为升压,其他的也都如此反过来,套入 KVL 方程中 , 也能解出一样的结果来,但我认为那不好理解,有点反人类 。
换个电流方向对于上面那个简单的电路来说 , 我们一眼就看出电流方向是顺时针的,对于一些复杂的电路,我们可能一开始判断不出电流的方向,没关系,我们可以随便假设一个电流方向,最后如果求出的电流是正的,说明我们一开始猜测的电流方向是正确的 。如果最后求出的电流是负的,说明我们一开始猜测的电流方向是错误的 , 我们把电流方向反过来就行了 。总结一下:
解出 I > 0, 实际电流和标定方向一致解出 I < 0, 实际电流和标定方向相反我们把一开始假设的那个电流方向称为标定方向 。
比如,同样是上面的简单电路 , 假设我们一开始并不知道电流是顺时针的 , 我们先假设它是逆时针的,并且我们选择顺时针绕行方向:
随便猜测一个电流方向
我们还是从 a 点开始分析,沿着顺时针绕行,第一个遇到电池,从绕行方向看,电池是升压的 。过了电池再遇到电阻 。对于电阻来说,根据前面讲的电阻升降压规律 , 当电流方向和绕行方向相反时升压:
电池升压,电阻升压
根据基尔霍夫电压定律,所有电压的代数和为零:

解方程,我们求出电路中的电流为 -1.2A 。电流是负的 , 我们知道我们标定的电流反向是错误的 , 应该反过来 。
杀一头牛上面那个简单的电路我们用基尔霍夫定律来求解电流,简直是杀鸡用牛刀 。下面,我们来一个稍微复杂点的例子,杀一头牛试试 。
看下面的电路:
典型基尔霍夫电路
题目要求:求出各支路中的电流 。
标定电流方向根据以往的经验(可能是错误的)电流一般从电源正极流出,我们标定各支路中的电流方向如下:
标定电流方向
注意上面电流的方向可能是错误的 。最后的计算结果会告诉我们标定正确与否 。如果计算出来电流是负值 , 说明我们一开始标定的电流方向是错误的 。
选择绕行方向电路中有两个回路 , 我们都选择顺时针绕行方向,也就是说我们沿着顺时针方向应用 KVL 分析电路:
选择绕行方向
对于上面的电路,我们这套分析方法,认为只有两个回路,最外围的大回路我们不认为是回路:
不是回路
这套分析方法也叫网孔(Mesh)分析法 。你可把电路想象中一张大网,一个眼就是一个网孔 。网孔就是上面的回路 。

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