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直流电路的计算分析方法

发布时间:2022-07-25 15:45:48

1. 直流电路的电功及电功率如何计算

1 .电功(1)电流在一段时间内通过某一电路,电场力所做的功,称为电功。
( 2)计算公式是W=pt,W表示电功,
(3)单位是焦耳(J)。

2 电功率(1)定义:用电器电功率的大小等于它在1s内所消耗的电能。 即 电功率=功/时间
P=W/t 或 W=Pt
(2)单位:W――电流做的功――焦耳(J)
t――时间――秒(s)
P――功率――瓦特(W)
1W=1J/s 1kW=1000W

2. 直流电路串联、并联电阻后的电压计算要具体计算公式谢谢!

并联电路,各个电阻电压相等。
串联电路,各个电阻的比值就是电压的比值。
把若干混连电阻分解成局部的串联或者并联,分别算出各个电阻分得的电压。
补充你更改的图片提问如下:
电路总电流: I = U/R = 34.8/(91000+4700) = 0.0003636A
4.7k电阻的对地电压:U = I * R(4700) = 1.71V
解释:由于此线路的电阻非常大,电流相对就非常小,因此要想使用(利用)该电压作为它用,用电负载的电阻就需要更大(非常非常的大),才不会由于负载电阻的并联作用拉低此点的电压(比如可以接三极管的基极,因为三极管基极对发射极的阻抗更高),假设此点对地接一个2伏2瓦的灯泡,那灯泡约2欧姆电阻会把电压拉低接近0伏了!
如果想改变此点电压,可以减小上边电阻或减小下边电阻都可以。
如果想利用此点电压作为较大功率的负载使用,就必须把原电阻缩小,比如原两个k级电阻改成欧姆级电阻,这样就可以相应增加了此点电压的负载能力了。当然,由于分压电阻变小,两个电阻的功率需要相应选大的,否则无法提供大的电流而烧毁。电源的功率也要够用才行,这样虽然可以增加负载能力,但是弊端是由于负载电阻的接入,会是此点电压拉低一些不再是1.71伏了,如果负载电阻是【波动】的(比如闪光灯、音频信号----),那么此点电压会大幅度波动!
如果需要此点输出较多功率并且稳定电压,可以只接欧姆级的一个上电阻,下边不要此电阻了,只接一个稳压管代替下电阻,也不用计算电压了,稳压管的标称电压就是输出电压,但是注意,稳压管的标称功率必须相应增加,因为为了提供大电流,上电阻用的小,稳压管的电流(即标称功率)也必须大!
如果需要更大的稳定负载能力,也可以用三端稳压块啦!
串联或并联电路,电压和电流是相互牵连的,增减某电阻个数就改变了混连电路的整体状态,就需要用【欧姆定律重新审视电路各个电阻的电压、电流和功率】!
最重要电路精密计算思维启示:任一静态电路求出的静态电压,只是【当前的静态而已】,当一个外在的元件(即视为一个新的负载或用电器)参与进来后,都会改变原电路的原始状态,哪怕是用一个万用表测量一下某个点的电压,由于万用表的内电阻会参与并联,都会已经改变了该测量点的电压,以及同时改变了各个点位的原始电压、电流、电功率状态的!具体改变多少,完全取决于新增元件参数与原始各个电路元件参数的【比值】。
不知道你到底用此点电压做什么用呢----

3. 复杂直流电路的计算

在复杂的直流电路中,电路某点的工作状态是总体电路中多个电压源与电流源共同参与的结果.叠加定理的原则是每次只分析一个电流源(或电压源)对电路工作状态的影响.如果此时把其它的电源也考虑进去(不作零值处理)那不叫有背初衷?使分析复杂化.
因为理相电压源在电路中内阻为零,除去其电压的影响,你在分析电路时要把它看成短路.
理想电流源在电路中的内阻为无穷大,除去其电流的影响,分析时当看成开路状态.

4. 简单直流电路、复杂直流电路的分析与计算

你先要搞清分析与计算简单直流电路、复杂直流电路的电流、电压还是电阻,搞清目的才能分析计算

5. 求 直流电路,正弦交流电路的基本计算公式

在工程实际中,经常遇到电压和电流随时间按正弦规律变化的电路,我们称这样的电路为正弦交流电路,简称正弦电路。

对正弦电路的分析和研究具有重要的理论和实际意义。一方面,目前世界上绝大部分发机电、输配电线路、用电设备(如电动机等)的电压、电流都是采用正弦函数的形式,对于这类电路的分析,多数情况下,可以按正弦电路加以分析处理。另一方面,非正弦的周期函数,可以分解为频率成整数倍的正弦函数的无穷级数(即傅里叶级数),因此,当非正弦周期函数(往往取有限项正弦级数近似)的电压、电流作用于线性电路时,也可按正弦电路进行分析处理。

本章介绍正弦交流电路的基本知识,阐述正弦交流电路稳态分析的基本理论和基本方法。这里所说的稳态是指线性电路在同频率正弦电源作用相当长时间后,所达到的稳定工作状态。

§3-1 正弦电压和电流
工业频率的正弦交变电动势通常是由交流发电机产生的。发电机由定子和转子组成,当转子在外力作用下转动时,会切割磁力线而产生感应电动势。采用特殊气隙可使感应电动势呈正弦规律变化。其表达式可用正弦函数表示,如电动势可表示为e=Emsinωt。由此产生的电压和电流可表示为:

[1]

一、 正弦量的三要素

确定一个交流电,通常取决于以下三个要素:交流电变化的快慢、交变的幅度和交变的起点。而对于正弦交流电,这三个要素恰好对应正弦量的频率、幅值和初相。下面我们以电流为例介绍正弦量的三要素。

(一) 周期、频率、角频率

正弦交流电交变一次所经历的时间称为交流电的周期,用T表示,单位是秒(s)。正弦交流电一秒钟所完成的交变次数称为交流电的频率,用f表示,单位是赫兹(Hz),简称赫(周/秒)。周期和频率互为倒数。即


我国和大多数国家都采用50Hz作为电力标准频率,有些国家(如美国、日本等)采用60Hz。电力标准频率也称工频。通常的交流电动机和照明负载都用这种频率。在其它各种不同的技术领域内还使用着各种不同的频率。如高速电动机的电源频率为150Hz~2000Hz,无线电中波的频率为535kHz~1605kHz,调频台的频率为88MHz~108MHz,卫星通信的频率为3.7GHz~4.2GHz,等等。

正弦交流电变化一个周期,对应的正弦函数就变化2π弧度,所以正弦量变化的快慢除了用周期和频率表示外,还可以用角频率ω来表示,角频率的单位为弧度/秒(rad/s)。ω、T和f 三者之间的关系是:

显然,周期T、频率f和角频率ω三者之间有固定的换算关系,知道其中任意一个就可以求出另外二个。

因此以下三种正弦量的写法是等效的:

(3-1)

例 3.1.1 已知f=50Hz,试求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

正弦量在任一瞬时的值称为瞬时值,用小写字母来表示,如i、u分别表示电流和电压的瞬时值。瞬时值中最大的值称幅值或最大值,用带下标m的大写字母表示,如Im、Um分别表示电流、电压的幅值。

工程应用中正弦电压和电流的大小通常是采用有效值来衡量,而非幅值或瞬时值。有效值是从电流的热效应角度来规定的。不论是周期变化的电流还是直流,只要它们在相等的时间内通过同一电阻发出的热量相等,就把它们的大小看成是相等的。也就是说,某一周期性电流i通过电阻R在一个周期内产生的热量,和另一个直流I通过同样的电阻在相等时间内产生的热量相等,那么这个周期变化的电流i的有效值在数值上就等于这个直流I。

根据以上所述,可得
由此可得出有效值:

上式适用于所有周期性变化的量。当电流为正弦量时,即i=Imsinωt时,则有:

(3-2)

可见,正弦量幅值是有效值的 倍。因此以下两种写法是等效的:

(3-3)

规定,有效值都用大写字母表示(可以带下标,如I1、I2、IR等,但一般不能用m作为下标,以示与最大值区别),与表示直流的字母一样。

一般所讲的正弦电压或电流的大小,例如交流电压380V或220V,都是指有效值。万用表测量得到的交流电压和电流也是有效值。

例 3.1.2 u=Umsinωt ,Um=310V,f=50Hz,试求有效值U和t=0.1s时的瞬时值。

解: V

s时,
(三)初相位

在正弦量的表达式i=Imsin(ωt+ψi)中的(ωt+ψi)称为正弦量的相位角或相位,其单位为弧度(rad)或度(°)。如果已知某一正弦量在某时刻的相位,就可以确定这个正弦量在该时刻的量值、方向及变化趋势,因此相位表示了正弦量在某时刻的状态。不同的相位对应正弦量的不同状态,从这个意义上讲,相位还表示了正弦量的变化进程。当相位随时间作连续变化时,正弦量的瞬时值随之作连续变化。

ωt

i

ψi=0

ψi

ωt

i

ψi<0

ωt

ψi

i

ψi>0

图3-1 正弦量的初相位

O

O

O

相位角(ωt+ψi)跟时间有关,当时间t=0(称为计时起点)时,所对应的相位角就称为初相位,其值为ψi。显然,要确定正弦量在某一时刻的值,除了跟幅值与角频率有关外,还和初相位有关。

初相位ψi的取值范围规定为|ψi|≤π。其取值有三种情况:ψi<0,ψi=0和ψi>0,正弦图形对应如图3-1。

二、相位差

线性电路中,如果所有电源都是同频率的正弦量,则电路中的响应电压和电流也是该频率的正弦量。对于同频率的正弦量,我们可以比较它们的相位差。

设如下二个同频率的正弦量:

两正弦量间的相位之差,称为相位差。则u和i的相位差为:

(3-4)

可见,两个同频率的正弦量的相位差是与时间无关的常量,即等于它们初相位之差。通常,相位差 的取值范围是 ,若不在此范围内,则可加减2π使其满足 。

若 >0,则u超前i,或i滞后u,超前或滞后的角度为 。如图3-2(a)。

若 <0,则u滞后i,或i超前u,超前或滞后的角度为 。

若 =0,则u与i同相位,简称同相。如图3-2(b)

特殊地,若 =±π/2,称u与i正交。如图3-2(c)

若 =±π,称u与i反相。如图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

图3-2 同频率正弦量相位差

O

O

O

O

必须强调,比较正弦量的相位差时要注意“三同”:

(1)同频率。只有同频率的正弦量才有确定的相位关系,它们的相位差才为常数。不同频率正弦量的相位差会随时间而发生变化。

(2)同函数。正弦函数和余弦函数都可以用来表示正弦交流电,当要进行相位比较时,必须要化成同一函数来表达才能进行相位运算。

(3)两正弦函数表达式前面的符号应该相同。

例3.1.3 已知两电流 A, A,求它们的相位差。

解:先将i2化为正弦表达式:

故i1与i2相位差为:
由此可知,i1比i2滞后40°。

例 3.1.4已知两电流 A, A,求它们的相位差。

解:先将i2前面的符号化为正号:

故i1与i2相位差为:
由于 的取值范围为-180°~180°,故
由此可知,i1比i2滞后160°。

在分析或计算交流电路时,我们往往先选定某一个正弦量为参考量,令其初相位为零,然后再确定其它正弦量与参考量之间的相位关系。注意,电路中各正弦量之间的相位差并不会因为选择不同的参考正弦量而发生变化。

6. PCB板设计中常用分析电路的直流和交流的方法是什么

直流等效电路分析法:直流等效分析法,就是对被分析的电路的直流系统进行单独分析的一种方法,在进行直流等效分析时,完全不考虑电路对输入交流信号的处理功能,只考虑由电源直流电压直接引起的静态直流电流、电压以及它们之间的相互关系。直流等效分析时,首先应绘出直流等效电路图。绘制直流等效电路图时应遵循以下原则:电容器一律按开路处理,能忽略直流电阻的电感器应视为短路,不能忽略电阻成分的电感器可等效为电阻。取降压退耦后的电压作为等效电路的供电电压;把反偏状态的半导体二极管视为开路。
电路中的交流系统从电路分分离出来,进行单独分析的一种方法 。交流等效分析时,首先应绘出交流等效电路图。绘制交流等效电路图应遵循以下原则:把电源视为短路,把交流旁路的电容器一律看面短路把隔直耦合器一律看成短路。
综上所述CAM代工优客板在分析电路原理时,要搞清楚电路中的直流通路和交流通路。直流通路是指在没有输入信号时,各半导体三极管、集成电路的静态偏置,也就是它们的静态工作点。交流电路是指交流信号传送的途径,即交流信号的来龙去脉。在实际电路中,交流电路与直流电路共存于同一电路中,它们既相互联系,又互相区别。

7. 高中物理电动机在电路(直流)中的分析方法

含有电动机的直流电路是非纯电阻电路,在计算时欧姆定律已经不再成立,需要用能的转化和守恒定律去解决
由UI=I^2R+P机械
UI
电动机的输入功率
I^2R
电动机的热功率
P机械
电动机输出功率

8. 直流电路分析是什么 怎么分析

学电工电路的吧,有几个定理,一般书上都有,你查一下,我学过好几年了,不太记得了、不过那几个定理懂了以后,直流分析很简单的,后米那还有交流动态分析呢,呵呵!好象有环路定理,电压平衡定理之类的,直流相比较还是简单的!

9. 电路分析方法有哪些(定律、定理、步骤、原则)

电路:由金属导线和电气、电子部件组成的导电回路,称为电路。在电路输入端加上电源使输入端产生电势差,电路连通时即可工作。

电流的存在可以通过一些仪器测试出来,如电压表或电流表偏转、灯泡发光等;按照流过的电流性质,一般把它分为两种:直流电通过的电路称为“直流电路”,交流电通过的电路称为“交流电路”。

电路问题计算的先决条件是正确识别电路,搞清楚各部分之间的连接关系。对较复杂的电路应先将原电路简化为等效电路,以便分析和计算。识别分析电路的方法很多,现结合具体实例介绍十种方法。

01特征识别法

串并联电路的特征是;串联电路中电流不分叉,各点电势逐次降低,并联电路中电流分叉,各支路两端分别是等电势,两端之间等电压。根据串并联电路的特征识别电路是简化电路的一种最基本的方法。
02

伸缩翻转法

在实验室接电路时常常可以这样操作,无阻导线可以延长或缩短,也可以翻过来转过去,或将一支路翻到别处,翻转时支路的两端保持不动;

导线也可以从其所在节点上沿其它导线滑动,但不能越过元件。这样就提供了简化电路的一种方法,我们把这种方法称为伸缩翻转法。
电流走向法

电流是分析电路的核心。从电源正极出发(无源电路可假设电流由一端流入另一端流出)顺着电流的走向,经各电阻绕外电路巡行一周至电源的负极,凡是电流无分叉地依次流过的电阻均为串联,凡是电流有分叉地分别流过的电阻均为并联。
等电势法

在较复杂的电路中往往能找到电势相等的点,把所有电势相等的点归结为一点,或画在一条线段上。当两等势点之间有非电源元件时,可将之去掉不考虑;当某条支路既无电源又无电流时,可取消这一支路。我们将这种简比电路的方法称为等电势法。

10. 关于直流电路中多个电阻并联时,电流的计算方法

当不考虑电源内阻时,三个并联电阻各自的端电压同样都是20V,因此流过它们的电流仍然是电压除以电阻,即I1=20V/R1=20V/2Ω=10A,I2=20V/R2=20V/4Ω=5A,I3=20V/R1=20V/6Ω=3.333A。
如果把电源内阻考虑在内,就要先计算并联后的等效外电阻,再根据分压比例计算外电阻的端电压,然后求出各自的电流。三支电阻并联的阻值计算公式为R=R1*R2*R3/(R1*R2+R1*R3+R2*R3)

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