一、複雜電路
定義(yi) :一個(ge) 複雜電路是多個(ge) 和多個(ge) 電阻的複雜聯接。
支路:通常把電源和電阻串聯而構成的通路叫支路,在支路中電流強度處處相等。
節點:三條或更多條支路的聯接點叫做節點或分支點。
回路:幾條支路構成的閉合通路叫回路。
複雜電路中,各支路的聯接形成多個(ge) 節點和多個(ge) 回路。
處理複雜電路的典型問題,是在給定電源電動勢、內(nei) 阻和電阻的條件下,計算出每一支路的電流;有時已知某些支路中的電流,要求出某些電阻或電動勢。這不過是上述已知條件和要求解的未知數之間的若幹調換而已。
解決(jue) 複雜電路計算的基本公式是基爾霍夫方程組,原則上它可以用來計算任何複雜電路中每一支路中的電流。基爾霍夫方程組分為(wei) 第一方程組和第二方程組。
二、基爾霍夫第一方程組(節點電流定律或第一定律)
Σ(±I)=0,即匯於(yu) 節點的各支路電流強度的代數和為(wei) 零。流入電流等於(yu) 流出的電流。
理論依據:電流的穩恒條件。
注意:電流的參考方向。
可以證明:如果電路中共有n個(ge) 節點,則隻能列n-1個(ge) 獨立的節點方程式組成一個(ge) 方程組,叫做基爾霍夫第一方程組。
三、基爾霍夫第二方程組(回路電壓定律或第二定律)
Σ(±ε)+Σ(±IR)=0,即沿回路繞行一周,電位升降的代數和等於(yu) 零。亦即一個(ge) 回路的電壓升降相同。
理論依據:靜電場的環路定理。
由一段含源電路的歐姆定律可得,如果A、B兩(liang) 點重合,即電路閉合:則Σ(±ε)+Σ(±IR)=0,故沿回路繞行一周,電位升降的代數和等於(yu) 零。
雖然,對於(yu) 每一個(ge) 回路都可按照同樣方式寫(xie) 出一個(ge) 方程式,但並非按所有的回路寫(xie) 出的方程式都是獨立的。對於(yu) 一個(ge) 複雜的電路,如何確定其獨立回路的數目呢?對於(yu) 平麵電路,我們(men) 可以把電路看成一張網格(類似漁網),其中網孔的數目就是獨立回路的數目。
四、基爾霍夫方程組的完備性
網絡拓撲學可以證明基爾霍夫方程組是一個(ge) 完備的方程組。
b=m+n-1
五、利用基爾霍夫定律解題步驟
1、任意規定各支路電流方向,b個(ge) (設共b個(ge) 支路)。
2、列n-1個(ge) 節點方程(設n有個(ge) 節點)。
3、選個(ge) m獨立回路(典型選網孔)。
4、解上方程組。
5、根據正負標定實際結果。