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直流電路的計算分析方法

發布時間:2022-07-25 15:45:48

1. 直流電路的電功及電功率如何計算

1 .電功(1)電流在一段時間內通過某一電路,電場力所做的功,稱為電功。
( 2)計算公式是W=pt,W表示電功,
(3)單位是焦耳(J)。

2 電功率(1)定義:用電器電功率的大小等於它在1s內所消耗的電能。 即 電功率=功/時間
P=W/t 或 W=Pt
(2)單位:W――電流做的功――焦耳(J)
t――時間――秒(s)
P――功率――瓦特(W)
1W=1J/s 1kW=1000W

2. 直流電路串聯、並聯電阻後的電壓計算要具體計算公式謝謝!

並聯電路,各個電阻電壓相等。
串聯電路,各個電阻的比值就是電壓的比值。
把若干混連電阻分解成局部的串聯或者並聯,分別算出各個電阻分得的電壓。
補充你更改的圖片提問如下:
電路總電流: I = U/R = 34.8/(91000+4700) = 0.0003636A
4.7k電阻的對地電壓:U = I * R(4700) = 1.71V
解釋:由於此線路的電阻非常大,電流相對就非常小,因此要想使用(利用)該電壓作為它用,用電負載的電阻就需要更大(非常非常的大),才不會由於負載電阻的並聯作用拉低此點的電壓(比如可以接三極體的基極,因為三極體基極對發射極的阻抗更高),假設此點對地接一個2伏2瓦的燈泡,那燈泡約2歐姆電阻會把電壓拉低接近0伏了!
如果想改變此點電壓,可以減小上邊電阻或減小下邊電阻都可以。
如果想利用此點電壓作為較大功率的負載使用,就必須把原電阻縮小,比如原兩個k級電阻改成歐姆級電阻,這樣就可以相應增加了此點電壓的負載能力了。當然,由於分壓電阻變小,兩個電阻的功率需要相應選大的,否則無法提供大的電流而燒毀。電源的功率也要夠用才行,這樣雖然可以增加負載能力,但是弊端是由於負載電阻的接入,會是此點電壓拉低一些不再是1.71伏了,如果負載電阻是【波動】的(比如閃光燈、音頻信號----),那麼此點電壓會大幅度波動!
如果需要此點輸出較多功率並且穩定電壓,可以只接歐姆級的一個上電阻,下邊不要此電阻了,只接一個穩壓管代替下電阻,也不用計算電壓了,穩壓管的標稱電壓就是輸出電壓,但是注意,穩壓管的標稱功率必須相應增加,因為為了提供大電流,上電阻用的小,穩壓管的電流(即標稱功率)也必須大!
如果需要更大的穩定負載能力,也可以用三端穩壓塊啦!
串聯或並聯電路,電壓和電流是相互牽連的,增減某電阻個數就改變了混連電路的整體狀態,就需要用【歐姆定律重新審視電路各個電阻的電壓、電流和功率】!
最重要電路精密計算思維啟示:任一靜態電路求出的靜態電壓,只是【當前的靜態而已】,當一個外在的元件(即視為一個新的負載或用電器)參與進來後,都會改變原電路的原始狀態,哪怕是用一個萬用表測量一下某個點的電壓,由於萬用表的內電阻會參與並聯,都會已經改變了該測量點的電壓,以及同時改變了各個點位的原始電壓、電流、電功率狀態的!具體改變多少,完全取決於新增元件參數與原始各個電路元件參數的【比值】。
不知道你到底用此點電壓做什麼用呢----

3. 復雜直流電路的計算

在復雜的直流電路中,電路某點的工作狀態是總體電路中多個電壓源與電流源共同參與的結果.疊加定理的原則是每次只分析一個電流源(或電壓源)對電路工作狀態的影響.如果此時把其它的電源也考慮進去(不作零值處理)那不叫有背初衷?使分析復雜化.
因為理相電壓源在電路中內阻為零,除去其電壓的影響,你在分析電路時要把它看成短路.
理想電流源在電路中的內阻為無窮大,除去其電流的影響,分析時當看成開路狀態.

4. 簡單直流電路、復雜直流電路的分析與計算

你先要搞清分析與計算簡單直流電路、復雜直流電路的電流、電壓還是電阻,搞清目的才能分析計算

5. 求 直流電路,正弦交流電路的基本計算公式

在工程實際中,經常遇到電壓和電流隨時間按正弦規律變化的電路,我們稱這樣的電路為正弦交流電路,簡稱正弦電路。

對正弦電路的分析和研究具有重要的理論和實際意義。一方面,目前世界上絕大部分發機電、輸配電線路、用電設備(如電動機等)的電壓、電流都是採用正弦函數的形式,對於這類電路的分析,多數情況下,可以按正弦電路加以分析處理。另一方面,非正弦的周期函數,可以分解為頻率成整數倍的正弦函數的無窮級數(即傅里葉級數),因此,當非正弦周期函數(往往取有限項正弦級數近似)的電壓、電流作用於線性電路時,也可按正弦電路進行分析處理。

本章介紹正弦交流電路的基本知識,闡述正弦交流電路穩態分析的基本理論和基本方法。這里所說的穩態是指線性電路在同頻率正弦電源作用相當長時間後,所達到的穩定工作狀態。

§3-1 正弦電壓和電流
工業頻率的正弦交變電動勢通常是由交流發電機產生的。發電機由定子和轉子組成,當轉子在外力作用下轉動時,會切割磁力線而產生感應電動勢。採用特殊氣隙可使感應電動勢呈正弦規律變化。其表達式可用正弦函數表示,如電動勢可表示為e=Emsinωt。由此產生的電壓和電流可表示為:

[1]

一、 正弦量的三要素

確定一個交流電,通常取決於以下三個要素:交流電變化的快慢、交變的幅度和交變的起點。而對於正弦交流電,這三個要素恰好對應正弦量的頻率、幅值和初相。下面我們以電流為例介紹正弦量的三要素。

(一) 周期、頻率、角頻率

正弦交流電交變一次所經歷的時間稱為交流電的周期,用T表示,單位是秒(s)。正弦交流電一秒鍾所完成的交變次數稱為交流電的頻率,用f表示,單位是赫茲(Hz),簡稱赫(周/秒)。周期和頻率互為倒數。即


我國和大多數國家都採用50Hz作為電力標准頻率,有些國家(如美國、日本等)採用60Hz。電力標准頻率也稱工頻。通常的交流電動機和照明負載都用這種頻率。在其它各種不同的技術領域內還使用著各種不同的頻率。如高速電動機的電源頻率為150Hz~2000Hz,無線電中波的頻率為535kHz~1605kHz,調頻台的頻率為88MHz~108MHz,衛星通信的頻率為3.7GHz~4.2GHz,等等。

正弦交流電變化一個周期,對應的正弦函數就變化2π弧度,所以正弦量變化的快慢除了用周期和頻率表示外,還可以用角頻率ω來表示,角頻率的單位為弧度/秒(rad/s)。ω、T和f 三者之間的關系是:

顯然,周期T、頻率f和角頻率ω三者之間有固定的換算關系,知道其中任意一個就可以求出另外二個。

因此以下三種正弦量的寫法是等效的:

(3-1)

例 3.1.1 已知f=50Hz,試求T和ω。

解:T=1/f=1/50=0.02 s

ω=2πf=2×3.14×50=314 rad/s

(二) 幅值、有效值

正弦量在任一瞬時的值稱為瞬時值,用小寫字母來表示,如i、u分別表示電流和電壓的瞬時值。瞬時值中最大的值稱幅值或最大值,用帶下標m的大寫字母表示,如Im、Um分別表示電流、電壓的幅值。

工程應用中正弦電壓和電流的大小通常是採用有效值來衡量,而非幅值或瞬時值。有效值是從電流的熱效應角度來規定的。不論是周期變化的電流還是直流,只要它們在相等的時間內通過同一電阻發出的熱量相等,就把它們的大小看成是相等的。也就是說,某一周期性電流i通過電阻R在一個周期內產生的熱量,和另一個直流I通過同樣的電阻在相等時間內產生的熱量相等,那麼這個周期變化的電流i的有效值在數值上就等於這個直流I。

根據以上所述,可得
由此可得出有效值:

上式適用於所有周期性變化的量。當電流為正弦量時,即i=Imsinωt時,則有:

(3-2)

可見,正弦量幅值是有效值的 倍。因此以下兩種寫法是等效的:

(3-3)

規定,有效值都用大寫字母表示(可以帶下標,如I1、I2、IR等,但一般不能用m作為下標,以示與最大值區別),與表示直流的字母一樣。

一般所講的正弦電壓或電流的大小,例如交流電壓380V或220V,都是指有效值。萬用表測量得到的交流電壓和電流也是有效值。

例 3.1.2 u=Umsinωt ,Um=310V,f=50Hz,試求有效值U和t=0.1s時的瞬時值。

解: V

s時,
(三)初相位

在正弦量的表達式i=Imsin(ωt+ψi)中的(ωt+ψi)稱為正弦量的相位角或相位,其單位為弧度(rad)或度(°)。如果已知某一正弦量在某時刻的相位,就可以確定這個正弦量在該時刻的量值、方向及變化趨勢,因此相位表示了正弦量在某時刻的狀態。不同的相位對應正弦量的不同狀態,從這個意義上講,相位還表示了正弦量的變化進程。當相位隨時間作連續變化時,正弦量的瞬時值隨之作連續變化。

ωt

i

ψi=0

ψi

ωt

i

ψi<0

ωt

ψi

i

ψi>0

圖3-1 正弦量的初相位

O

O

O

相位角(ωt+ψi)跟時間有關,當時間t=0(稱為計時起點)時,所對應的相位角就稱為初相位,其值為ψi。顯然,要確定正弦量在某一時刻的值,除了跟幅值與角頻率有關外,還和初相位有關。

初相位ψi的取值范圍規定為|ψi|≤π。其取值有三種情況:ψi<0,ψi=0和ψi>0,正弦圖形對應如圖3-1。

二、相位差

線性電路中,如果所有電源都是同頻率的正弦量,則電路中的響應電壓和電流也是該頻率的正弦量。對於同頻率的正弦量,我們可以比較它們的相位差。

設如下二個同頻率的正弦量:

兩正弦量間的相位之差,稱為相位差。則u和i的相位差為:

(3-4)

可見,兩個同頻率的正弦量的相位差是與時間無關的常量,即等於它們初相位之差。通常,相位差 的取值范圍是 ,若不在此范圍內,則可加減2π使其滿足 。

若 >0,則u超前i,或i滯後u,超前或滯後的角度為 。如圖3-2(a)。

若 <0,則u滯後i,或i超前u,超前或滯後的角度為 。

若 =0,則u與i同相位,簡稱同相。如圖3-2(b)

特殊地,若 =±π/2,稱u與i正交。如圖3-2(c)

若 =±π,稱u與i反相。如圖3-2(d)

u,i

(a) >0

i

u

ωt

u,i

(b) =0

u

i

ωt

u,i

(c)

i

u

ωt

u,i

(d)

i

u

ωt

圖3-2 同頻率正弦量相位差

O

O

O

O

必須強調,比較正弦量的相位差時要注意「三同」:

(1)同頻率。只有同頻率的正弦量才有確定的相位關系,它們的相位差才為常數。不同頻率正弦量的相位差會隨時間而發生變化。

(2)同函數。正弦函數和餘弦函數都可以用來表示正弦交流電,當要進行相位比較時,必須要化成同一函數來表達才能進行相位運算。

(3)兩正弦函數表達式前面的符號應該相同。

例3.1.3 已知兩電流 A, A,求它們的相位差。

解:先將i2化為正弦表達式:

故i1與i2相位差為:
由此可知,i1比i2滯後40°。

例 3.1.4已知兩電流 A, A,求它們的相位差。

解:先將i2前面的符號化為正號:

故i1與i2相位差為:
由於 的取值范圍為-180°~180°,故
由此可知,i1比i2滯後160°。

在分析或計算交流電路時,我們往往先選定某一個正弦量為參考量,令其初相位為零,然後再確定其它正弦量與參考量之間的相位關系。注意,電路中各正弦量之間的相位差並不會因為選擇不同的參考正弦量而發生變化。

6. PCB板設計中常用分析電路的直流和交流的方法是什麼

直流等效電路分析法:直流等效分析法,就是對被分析的電路的直流系統進行單獨分析的一種方法,在進行直流等效分析時,完全不考慮電路對輸入交流信號的處理功能,只考慮由電源直流電壓直接引起的靜態直流電流、電壓以及它們之間的相互關系。直流等效分析時,首先應繪出直流等效電路圖。繪制直流等效電路圖時應遵循以下原則:電容器一律按開路處理,能忽略直流電阻的電感器應視為短路,不能忽略電阻成分的電感器可等效為電阻。取降壓退耦後的電壓作為等效電路的供電電壓;把反偏狀態的半導體二極體視為開路。
電路中的交流系統從電路分分離出來,進行單獨分析的一種方法 。交流等效分析時,首先應繪出交流等效電路圖。繪制交流等效電路圖應遵循以下原則:把電源視為短路,把交流旁路的電容器一律看面短路把隔直耦合器一律看成短路。
綜上所述CAM代工優客板在分析電路原理時,要搞清楚電路中的直流通路和交流通路。直流通路是指在沒有輸入信號時,各半導體三極體、集成電路的靜態偏置,也就是它們的靜態工作點。交流電路是指交流信號傳送的途徑,即交流信號的來龍去脈。在實際電路中,交流電路與直流電路共存於同一電路中,它們既相互聯系,又互相區別。

7. 高中物理電動機在電路(直流)中的分析方法

含有電動機的直流電路是非純電阻電路,在計算時歐姆定律已經不再成立,需要用能的轉化和守恆定律去解決
由UI=I^2R+P機械
UI
電動機的輸入功率
I^2R
電動機的熱功率
P機械
電動機輸出功率

8. 直流電路分析是什麼 怎麼分析

學電工電路的吧,有幾個定理,一般書上都有,你查一下,我學過好幾年了,不太記得了、不過那幾個定理懂了以後,直流分析很簡單的,後米那還有交流動態分析呢,呵呵!好象有環路定理,電壓平衡定理之類的,直流相比較還是簡單的!

9. 電路分析方法有哪些(定律、定理、步驟、原則)

電路:由金屬導線和電氣、電子部件組成的導電迴路,稱為電路。在電路輸入端加上電源使輸入端產生電勢差,電路連通時即可工作。

電流的存在可以通過一些儀器測試出來,如電壓表或電流表偏轉、燈泡發光等;按照流過的電流性質,一般把它分為兩種:直流電通過的電路稱為「直流電路」,交流電通過的電路稱為「交流電路」。

電路問題計算的先決條件是正確識別電路,搞清楚各部分之間的連接關系。對較復雜的電路應先將原電路簡化為等效電路,以便分析和計算。識別分析電路的方法很多,現結合具體實例介紹十種方法。

01特徵識別法

串並聯電路的特徵是;串聯電路中電流不分叉,各點電勢逐次降低,並聯電路中電流分叉,各支路兩端分別是等電勢,兩端之間等電壓。根據串並聯電路的特徵識別電路是簡化電路的一種最基本的方法。
02

伸縮翻轉法

在實驗室接電路時常常可以這樣操作,無阻導線可以延長或縮短,也可以翻過來轉過去,或將一支路翻到別處,翻轉時支路的兩端保持不動;

導線也可以從其所在節點上沿其它導線滑動,但不能越過元件。這樣就提供了簡化電路的一種方法,我們把這種方法稱為伸縮翻轉法。
電流走向法

電流是分析電路的核心。從電源正極出發(無源電路可假設電流由一端流入另一端流出)順著電流的走向,經各電阻繞外電路巡行一周至電源的負極,凡是電流無分叉地依次流過的電阻均為串聯,凡是電流有分叉地分別流過的電阻均為並聯。
等電勢法

在較復雜的電路中往往能找到電勢相等的點,把所有電勢相等的點歸結為一點,或畫在一條線段上。當兩等勢點之間有非電源元件時,可將之去掉不考慮;當某條支路既無電源又無電流時,可取消這一支路。我們將這種簡比電路的方法稱為等電勢法。

10. 關於直流電路中多個電阻並聯時,電流的計算方法

當不考慮電源內阻時,三個並聯電阻各自的端電壓同樣都是20V,因此流過它們的電流仍然是電壓除以電阻,即I1=20V/R1=20V/2Ω=10A,I2=20V/R2=20V/4Ω=5A,I3=20V/R1=20V/6Ω=3.333A。
如果把電源內阻考慮在內,就要先計算並聯後的等效外電阻,再根據分壓比例計算外電阻的端電壓,然後求出各自的電流。三支電阻並聯的阻值計算公式為R=R1*R2*R3/(R1*R2+R1*R3+R2*R3)

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