內阻是表示對電壓制約作用大小的器件,由線性內阻成的電路是熱學中最常見的電路方式,在剖析各類電路問題中時常選用。阻值的聯接形式有串、并聯,星-三角聯接,為求電路中某電流/電壓,需對內阻網路進行通分,即求其等效內阻。本文將介紹內阻電路的一些實用通分方法,幫你輕松對付內阻電路的求解。
1.內阻電路中的重要公式
內阻電路通分過程中,須要依照電路結構及內阻值特性,快速找到合適的方式。好多中學生一聽到密密媽媽的內阻網路,一下子就震驚了,覺得無從下手。雖然假如熟悉一些技巧、技巧后,也是有跡可循的。因此先把3組重要公式給記牢,包括2個阻值的并聯公式、串聯分壓公式和并聯分流公式。
(1)2內阻并聯公式:
電路如右圖所示:
按照內阻并聯的規律,整理可得并聯內阻為:
(2)2內阻串聯分壓公式:
電路如右圖所示,
內阻R1,R2串聯后對端口電流u進行分壓,公式如下:
u2后面的“-”號表示R2兩端電流的參考方向與端口電流u的參考方向相反。
(3)2內阻并聯分流公式:
電路如右圖所示:
內阻并聯后可對流入端口的電壓i進行分流串聯和并聯電路圖練習題,公式如下:
同樣,i2后面的“-”號表示流過R2電壓的參考方向與流入端口i的參考方向相反。
可以發覺,5條公式的分母都是R1+R2,只要記住分子的區別就可以了,并聯是兩內阻相加,分壓是用本身的內阻,分流是用與本內阻并聯的另一個內阻。
2.“等電位點”在通分中的應用
在使用疊加定律剖析電路時,需畫出各獨立源單獨作用時的分電路,再求出各份量進行疊加。當某電源單獨用時,要把其它的電源置零。對于電流源置零是“短路”處理,電壓源置零是“開路”處理,受控源通常保留在各分電路中。電壓源置零后的電路通常比較簡單好求,由于電壓源斷掉,少了一條大道。而電流源置零是漏電,有時電路結構看上去很“怪”,這時需用“等電位點”概念來處理。如右圖電路,求電路中的電壓I。
首先要畫出兩個電源單獨作用的分電路,如右圖所示:
右側電流源單獨作用的分電路,分電壓很容易就可求出,較難求解的是左側的電壓源單獨作用電路,覺得真復雜!這些內阻究竟是哪些聯接?下邊那條紅線又該如何處理?別慌,解題的突破口就是那條紅線!由于導線上任一點都是“等電位”的,所以可以將b,c間的4歐內阻的“c”點順著綠色導線聯通到“a”點,同樣將c,d間的2歐阻值的“c”點也順著綠色導線聯通到“a”點,馬上就可以畫出其簡化電路,如右圖所示:
接出來的求解就簡單了,用阻值的并聯分流就可以求出流過4歐的電壓。是不是心情一下子舒暢了?那趕緊把這個“等電位點”記出來吧。
3.星-三角內阻快速通分
對于一些更復雜的阻值網路,用上面提到的方式也未能解答的話,就要使用“星-三角變換”來求解了。星-三角的變換公式較復雜,通常很難記清楚,考慮這一點串聯和并聯電路圖練習題,好多題目常常會給出3個阻值值均相等的網路,這樣我們只需記住這條變換公式:R(三角)=3R(星)。看上去很簡單,雖然也容易記反,究竟那個是3倍?那個是1/3?還好,我們還有一句口訣:“外大內小”,如右圖,外是指三角形,內是指星形,這樣再也記不錯了。
在星-三角通分中,應當是往那個方向轉換呢?這須要依照實際電路的結構特征,如右圖所示電路:
電路中有1個星形和2個三角形(3個阻值構成閉合平面),通常不會考慮有個2K內阻那種三角形,由于3個內阻不等,要用通常公式,估算復雜。那剩下的2種聯接,究竟是將星形(藍色圈)轉換成三角形,還是將三角形(紅色圈)轉換成星形好?先把兩種情況的轉換都畫下來,如右圖所示:
很顯著,右邊的電路后續的估算更簡單,它只須要算1次并聯,而右側的電路要算2次并聯。所以在星-三角轉換估算中,可優先選擇將三角形結構轉換為星形結構。
雖然好多的電路剖析方式、解題思路都是做題過程中彰顯下來的,捷徑要走,但基本功也要打扎實!