電路的分析與計(jì)算主要是電壓、電流和功率的計(jì)算問題。
1. 簡單電路的計(jì)算:
(1) 幾個(gè)電阻串聯(lián),每個(gè)通過的電流相同。等效電阻(總電阻)等于各串聯(lián)電阻之和,即r=r1+r2+……;總電壓等于各分電壓之和,即u=u1+u2+……。各電阻上的電壓降與各自的電阻值成正比,即 ……。當(dāng)r1與r2串聯(lián)時(shí),每個(gè)電阻上的電壓u1與總電壓u之間關(guān)系為:
(2) 幾個(gè)電阻并聯(lián)后,兩端電壓相同。等效電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻倒數(shù)之和。即:
……,總電流等于各分電流之和,即i=i1+i2+i3+……。如果只有兩個(gè)電阻并聯(lián),則:
分支電流與總電流將有如下關(guān)系:
(3) 電阻串聯(lián)后,總電阻大于任一串聯(lián)電阻。電阻并聯(lián)后,總電阻小于任一并聯(lián)電阻。
2. 復(fù)雜電路的計(jì)算:
(1) 支路電流法: 支路電流法是應(yīng)用基爾霍夫第一和第二定律,列出節(jié)點(diǎn)和回路的方程組以求出未知的支路電流的方法。具有m個(gè)支路n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路,按基爾霍夫第一定律列出(n-1)個(gè)節(jié)點(diǎn)方程式;由基爾霍夫第二定律列出(m-n+1)個(gè)回路方程式。每選一次回路時(shí)應(yīng)包括一個(gè)新的支路。然后解方程組,求解各支路電流值。
(2) 回路電流法: 回路電流法是在每個(gè)網(wǎng)孔中假設(shè)一個(gè)回路電流,應(yīng)用基爾霍夫第二定律列出回路方程,解出回路電流,然后再求出各支路電流。
(3) 電橋電路: 如圖所示電路稱為電橋電路。當(dāng)電橋相對臂電阻乘積相等,或相鄰臂電阻i比相等時(shí), r1r4=r2r3
或
電橋橋路兩端電壓為零,橋中電流為零,稱為“電橋平衡”。此時(shí)橋路可開斷或短路。即可用簡單電路方法計(jì)算電路。當(dāng)電橋不平衡時(shí),橋兩端電壓不為零,橋中有電流,須用復(fù)雜電路方法計(jì)算。
用電橋測量電阻,是比較精確的測量電阻方法。