王東方

（山西省祁縣職業(yè)高級(jí)中學(xué)校，山西 晉中 030900）

復(fù)雜直流電路的計(jì)算方法分析

王東方

（山西省祁縣職業(yè)高級(jí)中學(xué)校，山西 晉中 030900）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)工業(yè)也隨之迅速發(fā)展起來(lái)，對(duì)于復(fù)雜直流電路的運(yùn)用也越來(lái)越廣泛，尤其是在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的電路工作中應(yīng)用較多，但是與此同時(shí)，我們也發(fā)現(xiàn)。復(fù)雜直流電路的計(jì)算工作對(duì)于目前我國(guó)的現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)，計(jì)算起來(lái)非常的復(fù)雜，由于目前我國(guó)電工行業(yè)在這方面并沒(méi)有形成相應(yīng)的行業(yè)計(jì)算規(guī)則和在該領(lǐng)域也缺乏相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)，所以由于復(fù)雜直流電路的計(jì)算分析所產(chǎn)生的問(wèn)題可謂是多種多樣，在解決的過(guò)程中遇到了各種各樣難以解決的問(wèn)題。本文的筆者在結(jié)合實(shí)際操作的情況下本文中還分析了等效電源定理和疊加原理等方法來(lái)計(jì)算復(fù)雜直流電路。

電工學(xué)；電路發(fā)展；計(jì)算原理

1 目前我國(guó)電工學(xué)中復(fù)雜直流電路計(jì)算現(xiàn)狀分析

復(fù)雜直流電路的計(jì)算在我國(guó)的運(yùn)用起步較晚，缺乏相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)，只是在在我國(guó)的電工學(xué)中運(yùn)用得比較早，但是因?yàn)槠鸩酵?，缺乏?shí)驗(yàn)研究所以可以運(yùn)用的案例并不多見(jiàn)。但是有一點(diǎn)我們可以知道利用復(fù)雜直流電路可以有效的節(jié)約電路造價(jià)的成本，提高直流電的利用率。但是由于復(fù)雜直流電路在計(jì)算過(guò)程中其計(jì)算分析的過(guò)程過(guò)于復(fù)雜，所以現(xiàn)階段我國(guó)在電工行業(yè)的發(fā)展中，復(fù)雜直流電路的發(fā)展遭遇了很大的瓶頸，如何正確高效的對(duì)復(fù)雜直流電進(jìn)行計(jì)算是現(xiàn)階段我國(guó)電工學(xué)研究的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，一旦研究出高效的計(jì)算方法，電工學(xué)的發(fā)展將會(huì)更進(jìn)一步。

1.1 核心內(nèi)涵把握不夠完全，淺出深入的研究方式

通過(guò)對(duì)我國(guó)已有的復(fù)雜直流電路的計(jì)算方法總結(jié)，我們都知道對(duì)于復(fù)雜直流電路的計(jì)算核心的內(nèi)容就是利用基爾霍夫定律來(lái)進(jìn)行計(jì)算。從理論角度來(lái)說(shuō)，基爾霍夫定律適用于任何一種復(fù)雜電路的計(jì)算工作是復(fù)雜電路進(jìn)行計(jì)算的理論基礎(chǔ)。但是相比較之下，計(jì)算的工作流程非常的復(fù)雜，計(jì)算的數(shù)量也特別龐大。往往就出現(xiàn)在研究的過(guò)程中，往往進(jìn)行了每一條復(fù)雜電路的研究，但是我們?cè)趯?shí)際的工作操作的過(guò)程中，我們不需要精確到每一條電路的計(jì)算，所以就會(huì)造成一種淺出深入的研究方式，極大的限制了我國(guó)電工學(xué)中復(fù)雜直流電路的計(jì)算工作。這就是目前我國(guó)復(fù)雜直流電的計(jì)算方法所暴露出的問(wèn)題。

1.2 計(jì)算方式過(guò)于重視實(shí)踐操作，忽略理論科學(xué)性

目前國(guó)際上比較普遍的對(duì)于復(fù)雜直流電路的計(jì)算都是采取了基爾霍夫定律的變形模式，通過(guò)計(jì)算復(fù)雜的直流電路中的某一條具有代表性的電路，有效的利用計(jì)算等效電阻的方式，去計(jì)算整個(gè)的復(fù)雜電路中的計(jì)算值。即計(jì)算的主要核心就是以基爾霍夫定律為理論基礎(chǔ)，抓住代表性電路利用等效原理列出相應(yīng)的方程組，從而求解。由此我們可以延伸出等效電源原理，電源疊加原理的計(jì)算方式高效率的完成復(fù)雜直流電路的計(jì)算工作。

2 復(fù)雜直流電路的計(jì)算流程案例分析

2.1 基爾霍夫定律

國(guó)際上和我國(guó)在進(jìn)行復(fù)雜直流電路的計(jì)算的過(guò)程中采用的方法雖然有所不同，但是理論基礎(chǔ)是一致的，我們都知道基爾霍夫定律可以說(shuō)是復(fù)雜直流電路計(jì)算的出發(fā)點(diǎn)和核心關(guān)鍵點(diǎn)，我們所有的復(fù)雜電路的計(jì)算方式都是利用了基爾霍夫定律去完成的。所以我們?cè)谶M(jìn)行復(fù)雜直流電路的計(jì)算流程案例分析的時(shí)候，首先需要了解基爾霍夫定律的主要內(nèi)容，只有對(duì)基爾霍夫定律進(jìn)行詳細(xì)的了解和認(rèn)知，才能熟練的運(yùn)用這個(gè)定律來(lái)進(jìn)行計(jì)算?；鶢柣舴蚨芍饕譃閮蓚€(gè)定律就是節(jié)電電流定律和回路電壓定律即計(jì)算過(guò)程中所采用的原理。

2.1.1 基爾霍夫的兩大定律的分析

（1）第一條定律：節(jié)點(diǎn)電流定律：對(duì)于一個(gè)復(fù)雜電路來(lái)說(shuō)，在任一瞬間，流進(jìn)某一節(jié)點(diǎn)的電流之和恒等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和，即∑I進(jìn)=∑I出或∑I=0。這便是節(jié)點(diǎn)電流定律，滿(mǎn)足電流守恒的原則。（2）第二條定律：回路電壓定律：在任一閉合回路中，各段電路電壓降的代數(shù)和恒等于零。即∑U=0 或∑E=∑IR。

2.1.2 列方程組

為了直觀的對(duì)基爾霍夫定律進(jìn)行講解我們特此舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)明。比如說(shuō)對(duì)于 n 個(gè)節(jié)點(diǎn)，b條支路的復(fù)雜電路共有 b 個(gè)未知的電流，那么我國(guó)根據(jù)基爾霍夫第一定律就可以列式出 n-1 個(gè)獨(dú)立方程。如果我們?cè)賹⒌诙l定律有效的引入進(jìn)行，那么就可以列式出 b-（n-1）個(gè)獨(dú)立方程，那么相應(yīng)的有幾個(gè)網(wǎng)孔我們就可以列式出幾個(gè)回路電壓方程這樣通過(guò)方程組，利用等效的原理就可以解出相應(yīng)的未知量，從而進(jìn)行求解。

2.1.3 方向的確定

我們?cè)诜治龌鶢柣舴蚨ɡ碇械牡谝粭l的定律的時(shí)候，我們知道，如果我國(guó)將某一節(jié)點(diǎn)上的電流確立為正方向的時(shí)候，那么從這個(gè)節(jié)點(diǎn)所流出的電流就是負(fù)值電流。但是我們?cè)谘芯科涞诙l定律的時(shí)候，我們又會(huì)發(fā)現(xiàn)，如果我國(guó)規(guī)定了相關(guān)的等式∑U=0 的時(shí)候，只要電流的流向和回路循環(huán)的方向是同一個(gè)方向，那么我們?cè)谠撾娏魈幩〉玫闹稻褪菫檎?，?dāng)然，反過(guò)來(lái)說(shuō)就是取負(fù)值。在圖一中我們可以看到如何在復(fù)雜的直流電路中完成方向的確定。只有在第一時(shí)間完成方向的確定，才可以進(jìn)行接下來(lái)的方程組的列出和正確的分析已經(jīng)快速的解答。

2.3 疊加定理

復(fù)雜直流電路進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，一般還會(huì)采用疊加定理進(jìn)行計(jì)算，為了方便介紹這種原理我們將其主要的操作流程標(biāo)示如下：如果我們?cè)谝粋€(gè)復(fù)雜的直流電路中存在多個(gè)電源的情況，那么只需要完成對(duì)于其中某一個(gè)的電流即相關(guān)的支流的電動(dòng)勢(shì)的分析，由此繼續(xù)分析該項(xiàng)支路中的電流的合計(jì)值，那么就可以通過(guò)疊加的方式進(jìn)行總體的電流值的計(jì)算工作，我們可以看到下面的圖片就展示了疊加定理的應(yīng)用通過(guò)這種疊加的方式，可以在計(jì)算的過(guò)程中將復(fù)雜多元化電路進(jìn)行單一路線(xiàn)的規(guī)整，從而清晰斷題，快速解題。

通過(guò)我們對(duì)疊加定理的研究，我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)非常重要的問(wèn)題就是我們?cè)谟?jì)算復(fù)雜的直流電路的時(shí)候，我們需要考慮到多源電路中不同的電路結(jié)構(gòu)，我們?nèi)绻軌蛲瓿擅恳粋€(gè)的單獨(dú)的電動(dòng)分析，那么我們只需要進(jìn)行后來(lái)的疊加工作就可以完成復(fù)雜直流電路的計(jì)算工作。由此我們可以發(fā)現(xiàn)，疊加定理在應(yīng)用的過(guò)程中，我們只需要完成一些簡(jiǎn)單的線(xiàn)路的計(jì)算工作，就可以完成復(fù)雜的直流電路的計(jì)算工作，即將發(fā)雜電路進(jìn)行化整為一，都?xì)w整到一些簡(jiǎn)單的點(diǎn)卡上，這樣通過(guò)簡(jiǎn)單的電路計(jì)算，來(lái)解決復(fù)雜電路問(wèn)題，由此可以非常大力的節(jié)約計(jì)算的時(shí)間和減輕計(jì)算的難度，為我國(guó)復(fù)雜直流電路的計(jì)算提供了快而準(zhǔn)確的方法。但是我們?cè)趯?shí)際操作中需要注意一點(diǎn)就是對(duì)于復(fù)雜直流電路來(lái)說(shuō)，有很多我們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)或是沒(méi)有看出來(lái)的問(wèn)題，如果直接就按照經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行疊加計(jì)算，可能會(huì)沒(méi)有考慮到不同的電路結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的不同的情況。所以就要求我們?cè)谶M(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，要排除掉特殊電路結(jié)構(gòu)的存在，對(duì)常見(jiàn)電路結(jié)構(gòu)要有清晰的分析。

3 總結(jié)

綜上所述，我們可以看出不同類(lèi)型的復(fù)雜電路的計(jì)算方式都可謂是各有千秋，每種方法都有計(jì)算的優(yōu)勢(shì)和相對(duì)的缺點(diǎn)。所以，我們?cè)趯?shí)際的電工工作的操作中，我們需要有效的結(jié)合實(shí)際的情況進(jìn)行相關(guān)的分析，第一時(shí)間對(duì)復(fù)雜電路進(jìn)行合理快速的分析，選擇正確的方法結(jié)合具體情況進(jìn)行具體分析，因?yàn)槲覈?guó)在這個(gè)領(lǐng)域中缺乏相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)，所以我們也應(yīng)該借鑒學(xué)習(xí)國(guó)外的方法和經(jīng)驗(yàn)。我們只要精準(zhǔn)的掌握計(jì)算工作的核心定律以及相應(yīng)的方法，那么我們相信在實(shí)際操作過(guò)程中，結(jié)合已經(jīng)研究出來(lái)的方法，和理論知識(shí)，可以非常高效的進(jìn)行復(fù)雜直流電路的計(jì)算，促進(jìn)我國(guó)電工學(xué)行業(yè)的發(fā)展。

［1］張麗榮，謝俠飛.小議基爾霍夫定律的講解［J］.職業(yè)，2013（08）.

［2］王正.基爾霍夫定律的討論［J］.科學(xué)與財(cái)富，2013（09）.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.178