直流電路的計算
簡單直流電路的計算
電路中的等效變換是指用某些元件替換其他元件，使得其中的電磁過程不變，電路得到簡化。此類轉換的一種類型是將多個串聯或併聯的消費者替換為一個等價物。
幾個串聯的用電器可以用一個代替，其等效電阻等於用電器的電阻之和， 包含在一個系列中... 對於 n 個用戶，您可以這樣寫：
rе = r1 + r2 + … + rn,
其中 r1, r2, …, rn 是 n 個消費者中每個消費者的電阻。
當 n 個用電器並聯連接時，等效電導率 ge 等於並聯連接的各個元件的電導率之和：
ge = g1 + g2 + … + gn。
鑑於電導是電阻的倒數，等效電阻可由下式確定：
1 / rе = 1 / r1 + 1 / r2 + … + 1 / rn,
其中 r1, r2, …, rn 是並聯連接的 n 個用電器中每個用電器的電阻。
在兩個消費者 r1 和 r2 並聯連接的特定情況下，電路的等效電阻為：
rе = (r1 x r2) / (r1 + r2)
沒有明顯形式的複雜電路中的轉換 串並聯 元件（圖 1），首先用等效的星形連接元件替換原始三角形電路中包含的元件。
圖 1. 電路元件的變換：a — 用三角形連接，b — 在等效星形中
在圖 1 中，用戶 r1、r2、r3 組成了一個三角形的元素。在圖 1b 中，這個三角形被等效的星形連接元素 ra、rb、rc 代替。為防止電路a、b點電位發生變化，等效用戶的電阻由下式確定：
原始電路的簡化也可以通過用用戶在其中的電路替換星形連接的元件來完成 由三角形連接.
在圖2a所示的方案中，可以分離出一個由消費者r1、r3、r4組成的星。這些元素包含在點 c、b、d 之間。在圖 2b 中，這些點之間有等價的消費者 rbc、rcd、rbd，由三角形連接。等效消費者的電阻由以下表達式確定：
圖 2。電路元件的變換：a — 星形連接，b — 等效三角形
進一步簡化圖 1、b 和 2、b 中所示的方案，可以通過用等效消費者的元件的串聯和並聯連接替換部分來完成。
簡單電路變換計算法在實際實現中，先識別電路中用電器並聯和串聯的部分，然後計算這些部分的等效電阻。
如果在原始電路中沒有明確的這樣的部分，則應用上述從元素的三角形到星形或從星形到三角形的過渡，它們被顯現。
這些操作簡化了電路。通過多次應用它們，它們形成了一種具有一個來源和一個等效能量消耗者的形式。還有，申請 歐姆定律和基爾霍夫定律, 計算電路部分的電流和電壓。
複雜直流電路的計算
在復雜電路的計算過程中，需要根據問題陳述中指定的初始值來確定一些電氣參數（主要是元件上的電流和電壓）。在實踐中，有幾種方法用於計算此類方案。
要確定支路電流，您可以使用：一種基於直接應用的方法 基爾霍夫定律, 電流週期法, 節點應力法。
要檢查電流計算的正確性，有必要做 容量平衡… 從 能量守恆定律 由此可見，電路中所有電源的功率代數和等於所有用戶功率的算術和。
電源的功率等於其電動勢與流過該電源的電流量的乘積。如果電動勢的方向與電源中的電流一致，則功率為正。否則為負。
消耗器的功率始終為正，等於消耗器中電流的平方乘以其電阻值。
在數學上，功率平衡可以寫成如下形式：
其中 n 是電路中電源的數量； m 是用戶數。
如果維持功率平衡，則電流計算是正確的。
在製定功率平衡的過程中，您可以了解電源工作在什麼模式。如果它的電源是正的，那麼它就給外部電路供電（比如處於放電模式的電池）。在電源功率為負值時，後者從電路（電池處於充電模式）消耗能量。