基尔霍夫定律实验报告 基尔霍夫定律实验( 二 )


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【基尔霍夫定律实验报告基尔霍夫定律实验】
我们先将绕行方向选定为顺时针 , 也就是我们沿着顺时针反向分析整个回路:

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上图中绿色的顺时针箭头代表分析时的绕行方向 。
我们可以选取回路中的任意一点开始分析 , 这里我们选取从 a 点开始分析:
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从 a 点开始沿绕顺时针分析电路 , 之一个遇到的是电池 , 沿着绕行方向 , 先是负(或者说是低电压)再是正(或者说是高电压) , 也就是说电压升高了 , 我们计为 +12V 。过了电池来到电阻 , 沿顺时针绕行方向 , 先是碰到高电压再是低电压也就是电压下降了 。过了电阻又回到 a 点 , 正好是一圈:
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根据基尔霍夫电压定律 , 闭合回路中电压的代数和为零 , 则有:
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解方程 , 我们求出电路中的电流为 1.2A 。
换个绕行方向还是上面的电流方向 , 我们也可以采取逆时针绕行方向分析:
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逆时针绕行
我们还是选取 a 点开始分析:
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从 a 点开始分析
从 a 点开始沿逆时针分析 , 之一个遇到的是电阻 , 先遇到低电压再遇到高电压 , 电阻是 升压的:
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电阻升压
电阻的压降是沿着电流的方向产生的 , 如果我们逆着电流的方向看 , 它就是升压的 。也就是说 , 对电阻来说 , 当电流方向和绕行方向相反时 , 电阻升压 。同一个电路 , 同一个器件 , 升压还是降压 , 取决于你从哪个方向看 。
过了电阻 , 再遇到电池 。先遇到电池的高电压端 , 再遇到电池的低电压端 , 也就是说电池是 降压 的:
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电池降压
根据基尔霍夫电压定律有:
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解方程 , 我们求出电路中的电流依然为 1.2A 。
我们总结一下电阻和电源的升降压规律 。
对电阻来说 , 如果顺着电流方向 , 电阻是降压的 , 但是逆着电流反向看 , 它就是升压的 。总结电阻升降压规律如下:
电流方向和绕行方向相同:降压电流方向和绕行方向相反:升压我们用下图表示上述电阻升降压规律:
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对电池或电源来说 , 如果我们规定其电动势的方向为电源内部负极指向正极的方向 , 那么:
电动势方向和绕行方向相同:升压电动势方向和绕行方向相反:降压我们用下图表示上述电池升降压规律:
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上面的总结的电阻和电源升降压规律你也可以把它们完全反过来 , 比如 , 你可以规定对电阻来说 , 当电流方向和绕行方向相同时为升压 , 其他的也都如此反过来 , 套入 KVL 方程中 , 也能解出一样的结果来 , 但我认为那不好理解 , 有点反人类 。
换个电流方向对于上面那个简单的电路来说 , 我们一眼就看出电流方向是顺时针的 , 对于一些复杂的电路 , 我们可能一开始判断不出电流的方向 , 没关系 , 我们可以随便假设一个电流方向 , 最后如果求出的电流是正的 , 说明我们一开始猜测的电流方向是正确的 。如果最后求出的电流是负的 , 说明我们一开始猜测的电流方向是错误的 , 我们把电流方向反过来就行了 。总结一下:
解出 I > 0, 实际电流和标定方向一致解出 I < 0, 实际电流和标定方向相反我们把一开始假设的那个电流方向称为标定方向 。

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