基爾霍夫定律實驗報告 基爾霍夫定律實驗( 二 )


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【基爾霍夫定律實驗報告基爾霍夫定律實驗】
我們先將繞行方向選定為順時針 , 也就是我們沿著順時針反向分析整個回路:

基爾霍夫定律實驗報告  基爾霍夫定律實驗

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上圖中綠色的順時針箭頭代表分析時的繞行方向 。
我們可以選取回路中的任意一點開始分析 , 這里我們選取從 a 點開始分析:
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從 a 點開始沿繞順時針分析電路 , 之一個遇到的是電池 , 沿著繞行方向 , 先是負(或者說是低電壓)再是正(或者說是高電壓) , 也就是說電壓升高了 , 我們計為 +12V 。過了電池來到電阻 , 沿順時針繞行方向 , 先是碰到高電壓再是低電壓也就是電壓下降了 。過了電阻又回到 a 點 , 正好是一圈:
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根據基爾霍夫電壓定律 , 閉合回路中電壓的代數和為零 , 則有:
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解方程 , 我們求出電路中的電流為 1.2A 。
換個繞行方向還是上面的電流方向 , 我們也可以采取逆時針繞行方向分析:
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逆時針繞行
我們還是選取 a 點開始分析:
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從 a 點開始分析
從 a 點開始沿逆時針分析 , 之一個遇到的是電阻 , 先遇到低電壓再遇到高電壓 , 電阻是 升壓的:
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電阻升壓
電阻的壓降是沿著電流的方向產生的 , 如果我們逆著電流的方向看 , 它就是升壓的 。也就是說 , 對電阻來說 , 當電流方向和繞行方向相反時 , 電阻升壓 。同一個電路 , 同一個器件 , 升壓還是降壓 , 取決于你從哪個方向看 。
過了電阻 , 再遇到電池 。先遇到電池的高電壓端 , 再遇到電池的低電壓端 , 也就是說電池是 降壓 的:
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電池降壓
根據基爾霍夫電壓定律有:
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解方程 , 我們求出電路中的電流依然為 1.2A 。
我們總結一下電阻和電源的升降壓規律 。
對電阻來說 , 如果順著電流方向 , 電阻是降壓的 , 但是逆著電流反向看 , 它就是升壓的 。總結電阻升降壓規律如下:
電流方向和繞行方向相同:降壓電流方向和繞行方向相反:升壓我們用下圖表示上述電阻升降壓規律:
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對電池或電源來說 , 如果我們規定其電動勢的方向為電源內部負極指向正極的方向 , 那么:
電動勢方向和繞行方向相同:升壓電動勢方向和繞行方向相反:降壓我們用下圖表示上述電池升降壓規律:
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上面的總結的電阻和電源升降壓規律你也可以把它們完全反過來 , 比如 , 你可以規定對電阻來說 , 當電流方向和繞行方向相同時為升壓 , 其他的也都如此反過來 , 套入 KVL 方程中 , 也能解出一樣的結果來 , 但我認為那不好理解 , 有點反人類 。
換個電流方向對于上面那個簡單的電路來說 , 我們一眼就看出電流方向是順時針的 , 對于一些復雜的電路 , 我們可能一開始判斷不出電流的方向 , 沒關系 , 我們可以隨便假設一個電流方向 , 最后如果求出的電流是正的 , 說明我們一開始猜測的電流方向是正確的 。如果最后求出的電流是負的 , 說明我們一開始猜測的電流方向是錯誤的 , 我們把電流方向反過來就行了 。總結一下:
解出 I > 0, 實際電流和標定方向一致解出 I < 0, 實際電流和標定方向相反我們把一開始假設的那個電流方向稱為標定方向 。

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