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基爾霍夫定律和疊加原理的實驗原理

發(fā)布時間:2008/9/16 0:00:00 訪問次數(shù):2379

  1.基爾霍夫定律是電路理論中最基本的,也是最重要的定律之一,它概括了電路電壓、電流分別遵循的基本規(guī)律,其內(nèi)容有二:

 、倩鶢柣舴螂娏鞫桑╧cl):電路中任意時刻,流進和流出節(jié)點的電流的代數(shù)和等于零,亦即∑i=0。

  基爾霍夫電流定律規(guī)定了匯集于節(jié)點上各支路電流間的約束關(guān)系,而與支路上元件的性質(zhì)無關(guān),不論元件是線性的或非線性的,有源的或無源的,時變的或時不變的都適用于這個定律。

 、诨鶢柣舴螂妷憾桑╧vl):電路中任意時刻,沿閉合回路電壓降的代數(shù)和等于零,亦即∑u=0;鶢柣舴螂妷憾杀砻髁巳我婚]合回路中各支路電壓降必須遵守的約束關(guān)系。它是電壓與路徑無關(guān)的反映,它與基于霍夫電流定律一樣,只與電路的結(jié)構(gòu)有關(guān),而與支路中元件的性質(zhì)無關(guān)。不論這些元件是線性的或非線性的,是有源的或無源的,是時變的或時不變的,都適用于這個定律。

  因此,測量某電路的各支路電流及每個元件兩端的電壓,應(yīng)分別滿足基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律。

  2.在線性電路中,任一支路的電流或電壓等于當(dāng)電路中每個獨立電源單獨作用時,在該支路所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。即在有多個獨立源共同作用的線性電路中,通過每一個元件的電流或其兩端的電壓,可以看成是由每個獨立源單獨作用時在該元件上產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。線性電路的齊次性是指當(dāng)激勵信號(某獨立源的輸出)增大或減小κ倍時,電路的響應(yīng)(即在電路中各電阻元件上建立的電流和電壓值)也將增大或減小κ倍。

  3.參考方向并不是一個抽象的概念,它有具體的意義。如圖為某有源網(wǎng)路中的一條支路ab,在事先并不知道該支路電壓極性的情況下,應(yīng)如何測定該支路的電壓降?電壓表的正極和負(fù)極是分別接在a端和b端,還是相反?

 
                                              圖 依據(jù)參考方向測量電壓及電流的示意圖

  因此,在測量之前應(yīng)首先假定一個電壓降的方向。設(shè)其方向由b指向a,這就是電壓參考方向。于是,根據(jù)設(shè)定的電壓參考方向,電壓表的正極和負(fù)極分別與b端和^端相連;若此時電壓表的指針沿順時針方向偏轉(zhuǎn),則電壓表的讀數(shù)為正,說明電壓的實際方向與參考方向是一致的;反之,若電壓表的指針沿逆時針方向偏轉(zhuǎn),此時電壓表的讀數(shù)記為負(fù)值,說明電壓的實際方向與參考方向相反。在使用指針式電壓表的情況下,應(yīng)將電壓表的極性對換,重新測量,并在測量數(shù)據(jù)前面加負(fù)號。

同理,測量該支路電流時與測量電壓時的情況基本相同,但應(yīng)將電流表串聯(lián)接入該支路進行測量。



  1.基爾霍夫定律是電路理論中最基本的,也是最重要的定律之一,它概括了電路電壓、電流分別遵循的基本規(guī)律,其內(nèi)容有二:

 、倩鶢柣舴螂娏鞫桑╧cl):電路中任意時刻,流進和流出節(jié)點的電流的代數(shù)和等于零,亦即∑i=0。

  基爾霍夫電流定律規(guī)定了匯集于節(jié)點上各支路電流間的約束關(guān)系,而與支路上元件的性質(zhì)無關(guān),不論元件是線性的或非線性的,有源的或無源的,時變的或時不變的都適用于這個定律。

 、诨鶢柣舴螂妷憾桑╧vl):電路中任意時刻,沿閉合回路電壓降的代數(shù)和等于零,亦即∑u=0;鶢柣舴螂妷憾杀砻髁巳我婚]合回路中各支路電壓降必須遵守的約束關(guān)系。它是電壓與路徑無關(guān)的反映,它與基于霍夫電流定律一樣,只與電路的結(jié)構(gòu)有關(guān),而與支路中元件的性質(zhì)無關(guān)。不論這些元件是線性的或非線性的,是有源的或無源的,是時變的或時不變的,都適用于這個定律。

  因此,測量某電路的各支路電流及每個元件兩端的電壓,應(yīng)分別滿足基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律。

  2.在線性電路中,任一支路的電流或電壓等于當(dāng)電路中每個獨立電源單獨作用時,在該支路所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。即在有多個獨立源共同作用的線性電路中,通過每一個元件的電流或其兩端的電壓,可以看成是由每個獨立源單獨作用時在該元件上產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。線性電路的齊次性是指當(dāng)激勵信號(某獨立源的輸出)增大或減小κ倍時,電路的響應(yīng)(即在電路中各電阻元件上建立的電流和電壓值)也將增大或減小κ倍。

  3.參考方向并不是一個抽象的概念,它有具體的意義。如圖為某有源網(wǎng)路中的一條支路ab,在事先并不知道該支路電壓極性的情況下,應(yīng)如何測定該支路的電壓降?電壓表的正極和負(fù)極是分別接在a端和b端,還是相反?

 
                                              圖 依據(jù)參考方向測量電壓及電流的示意圖

  因此,在測量之前應(yīng)首先假定一個電壓降的方向。設(shè)其方向由b指向a,這就是電壓參考方向。于是,根據(jù)設(shè)定的電壓參考方向,電壓表的正極和負(fù)極分別與b端和^端相連;若此時電壓表的指針沿順時針方向偏轉(zhuǎn),則電壓表的讀數(shù)為正,說明電壓的實際方向與參考方向是一致的;反之,若電壓表的指針沿逆時針方向偏轉(zhuǎn),此時電壓表的讀數(shù)記為負(fù)值,說明電壓的實際方向與參考方向相反。在使用指針式電壓表的情況下,應(yīng)將電壓表的極性對換,重新測量,并在測量數(shù)據(jù)前面加負(fù)號。

同理,測量該支路電流時與測量電壓時的情況基本相同,但應(yīng)將電流表串聯(lián)接入該支路進行測量。



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