當前位置: 華文星空 > 知識

克希荷夫定律?

2015-09-23知識

中學裏,我們學過歐姆定律,但它只能用來分析簡單的電路,電路結構一旦復雜了,就不行了。

透過學習電路分析,我們知道克希荷夫定律適用範圍是建立在歐姆定律、電荷守恒定律及電壓環路定理的基礎之上的,克希荷夫電流定律體現了電荷守恒,克希荷夫電壓定律體現了能量守恒。

下面我們看一下在電路分析中對實際電路的基本定義:

實際電路指的是由電阻器、電容器、線圈、變壓器、晶體管、運算放大器、傳輸線、電池、發電機和訊號發生器等電氣器件和裝置連線而成的電路 [1]

以電路電氣器件的實際尺寸和工作訊號的波長為標準劃分,實際電路可分為分布參數電路和集總參數電路。

確切的講,克希荷夫定律只適用於集總參數電路。集總參數思想是電路理論的最基本也是最核心的思想 [2] 。所謂集總參數電路是指電路本身的最大線性尺寸遠小於電路中電流或電壓的波長的電路,反之則為分布參數電路。

具體講:

1.克希荷夫定律在穩恒電流條件下嚴格成立。當克希荷夫電流定律、電流定律聯合使用時,可正確計算出電路中各支路的電流值。

2.低頻交流電路滿足克希荷夫定律。由於似穩電流(低頻交流電) 電磁波波長遠大於電路的尺度,所以它在電路中每一瞬間的電流與電壓均能在足夠好的程度上滿足克希荷夫定律。


3.克希荷夫定律可以用於含有電子元件的非線性電路的分析。克希荷夫定律僅與電路的連線方式有關,而與構成該電路的元器件具有什麽樣的性質無關。

4.分析透過含時電流的電路,在使用克希荷夫定律的時候,可以考慮予以修正:

1)由於電路透過含時電流,所以透過閉合回路的磁通量也是時間的函式,根據法拉第電磁感應定律,會有電動勢E出現於閉合回路。所以,電場沿著閉合回路的線積分不等於零,此時回路方程式應寫作:Σvk = E = - ΔΦ/Δt (磁場正方向與回路正方向相同時)。

這是因為電流會將能量傳遞給磁場;反之亦然,磁場亦會將能量傳遞給電流。

2)對於含有電感器的電路,由於含時電流的作用,電路的每一個電感器都會產生對應的電動勢Ek。必需將這個電動勢納入克希荷夫電壓定律,才能得到正確的分析結果。

以上見解粗淺,歡迎朋友們指正、做深入討論。

參考

  1. ^ 胡翔駿 黃金玉 .電路分析:高等教育出版社,2002-9
  2. ^ 集總參數電路與磁路、熱路的關聯性教學 .中國知網