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如何计算2.5电路各点电位?

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:电路中每一点都有一定的电位,就如同空间的每一处都有一定的高度一样。在规定电路中零电位的参照点之后,电路中任一点与零电位点之间的电压(电位差),就是该点的电位。在已知各点电位之后,就能求出任意两点间的电压。综上所述,可将计算电路中某点电位的步骤可归纳如下所述。2)确定电路中的电流方向和各元器件两端电压的正负极。但若选择不同的零电位点,电路中各点的电位将发生变化。

如何计算2.5电路各点电位?

电路中每一点都有一定的电位,就如同空间的每一处都有一定的高度一样。若要讲高度,则先要确定一个计算高度的起点。例如,工厂的烟囱有40m高,这个高度是从地平面算起的。讲电位也要先指定一个计算电位的起点,叫做零电位点。

原则上零电位点可以任意选定,但习惯上,常规定大地的电位为零。有些设备的机壳是需要接地的,这时凡与机壳连接的各点均为零电位。有些设备的机壳虽然不一定真的与大地连接,但有很多元器件都要汇集到一个公共点,为了方便起见,可规定这一公共点为零电位。

在规定电路中零电位的参照点之后,电路中任一点与零电位点之间的电压(电位差),就是该点的电位。这样,电路中各点的电位就有了确定的数值。在已知各点电位之后,就能求出任意两点间的电压。

如果要计算电路中某点的电位,那么从这一点通过一定路径绕到零电位点,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,可将计算电路中某点电位的步骤可归纳如下所述。

1)根据题意选择好零电位点。

2)确定电路中的电流方向和各元器件两端电压的正负极。

3)若从被求点开始通过一定的路径绕到零电位点,则该点的电位即等于此路径上全部电压降的代数和。

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图2-13 例2-7图

【例2-7】如图2-13所示,已知E1=45V,E2=12V,电源内阻可忽略不计,R1=5Ω,R2=4Ω,R3=2Ω,求BCD 3点的电位。

解:选择A点为零电位点(接地点),回路中的电流方向及各电阻两端电压的正负极如图2-13所示,电流的大小是

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所以,B点电位

VB=-R1I=(-5×3)V=-15V

或(www.xing528.com)

VB=-E1+R3I+E2+R2I=(-45+6+12+12)V=-15V

C点电位

VC=E1-R1I=(45-5×3)V=30V

VC=R3I+E2+R2I=(2×3+12+4×3)V=30V

D点电位

VD=E2+R2I=(12+4×3)V=24V

VD=-R3I+E1-R1I=(-2×3+45-5×3)V=24V

从上例可看出,电位与所选择的绕行路径无关。正如六楼比一楼高十几米,这个高度与乘电梯上去还是从楼梯走上去是没有关系的。但若选择不同的零电位点,电路中各点的电位将发生变化。例如在上题中,若改选E点为零电位点,则

VA=-12V

VB=-27V

VC=18V

VD=12V

可见,各点的电位发生了变化,但电路中任意两点间的电压不会改变,读者可自己算一下,并想想这是什么原因。

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