电路中电位的计算 电路中电位的计算例题

12-29 22:53:11   编辑:汽车维修网

什么是电位及参考点

在进行电路分析时经常要测量和计算电路中各点的电位值,从而确定电路的工作状态。为了确定电路中各点的电位值,可任意选择电路中的某一点作为参考点,假定其电位为零,此时电路中其他各点的电位都是与参考点进行比较而言的,或者说,电路中某点的电位就是这一点与参考点之间的电压。例如在图1-12中,选C点为参考点,即C点的电位VC=0。

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电压与电位

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VA=VA-VC=UAC

VB=VB-VC=UBC

电路中任意两点之间的电位差即为该两点间的电压。所以,知道了各点的电位,便可以求得任意两点间的电压,如图中,UAB=VA-VB。

原则上,参考点可以任意选择,但为了统一,工程上常选大地为参考点。机壳若有搭铁的设备,就可以把机壳作为参考点,凡是与机壳直接相连接的各点电位均为零。有些电子设备,机壳虽然不搭铁,但许多元件都接到一条公共线上,通常就把这条公共线选作参考点,因此参考点也称为“搭铁”,在电路图中用符号“⊥”表示。在汽车上常以车身为参考点,称为“搭铁”。

在进行电路分析时,用电位会将繁琐和复杂的问题变得简单明了。例如,有一个电路有5个不同的点,任何两点间均有电压,如果用电压来分析时,将涉及10个电压值(如果考虑反向电压,将有20个电压值);若用电位分析时,可选定任意一点为参考点,并规定其电位为零。然后只需分析其他4点的电位就行了,如图所示。

电路中电位的计算  电路中电位的计算例题


电压分析、电位分析比较

(a)电压分析;(b)电位分析


2.电位的计算

要计算电路中某点的电位,只要从这一点通过一定的路径绕到零电位点,该点的电位即等于此路径上全部电压降的代数和。但要注意每一项电压的正负值,如果在绕行过程中从正极到负极,此电压便是正的;反之从负极到正极,此电压则是负的。电压可以是电源电压,也可以是电阻上的电压。电源电压的正负极是直接给出的,电阻上电压的正负极则是根据电路中电流的方向来确定的。


综上所述,计算电路中某点电位的步骤可归纳为:

(1)根据题意选择一个合适的点为零电位点;

(2)确定电路中的电流方向和各元件两端电压的正负极;

(3)从被求点出发通过一定的路径回到零电位点,则该点的电位即等于此路径上全部电压降的代数和。


电路中电位的计算例题【例】

图1-14中,E=24V,R1=4Ω,R2=8Ω,求分别以d、a为参考点时,各点的电位及Uab。

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例图

解电路中的电流

电路中电位的计算  电路中电位的计算例题

(1)以d点为参考点(见图1-14a)

Vd=0

Va=Uad=E=24V

Va=Uad=IR1+IR2=2×4+2×8=24(V)

Vb=Ubd=IR2=2×8=16(V)

Vc=Vd=0(V)

Uab=Va-Vb=24-16=8(V)

(2)以a点为参考点(见图1-14b)

Va=0(V)

Vb=Uba=IR1=-2×4=-8(V)

Ub-Uba=IR2-E=2×8-24=-8(V)

Vc=Uca=-E=-24(V)

Vd=Vc=-24(V)

Uab=Va-Vb=0-(-8)=8V

可见,选择不同的参考点,电路中同一点的电位数值不同,但任意两点间的电压(即电位差)值是不变的。所以电路中各点电位是相对量,而两点间的电压值是绝对量。

在选定参考点后,某一点电位的计算结果与选择的路径无关,通常选择最简捷的路径。




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