電路中電位的計(jì)算例題及答案

在電路分析中，往往需要測量和計(jì)算電路中各點(diǎn)的電位值，從而確定電路的工作狀態(tài)。為了確定電路中各點(diǎn)的電位值，可以任意選擇電路中的某一點(diǎn)作為參考點(diǎn)，假設(shè)其電位為零，此時(shí)將電路中其他點(diǎn)的電位與參考點(diǎn)進(jìn)行比較，或者電路中某一點(diǎn)的電位就是該點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓。例如，在圖1-12中，選擇C點(diǎn)作為參考點(diǎn)，即C點(diǎn)的電位VC=0等于0。

電壓和電勢

VA＝VA－VC＝UAC VB＝VB－VC＝UBC 電路中任意兩點(diǎn)之間的電位差即為該兩點(diǎn)間的電壓。所以，知道了各點(diǎn)的電位，便可以求得任意兩點(diǎn)間的電壓，如圖中，UAB＝VA－VB。 原則上，參考點(diǎn)可以任意選擇，但為了統(tǒng)一，工程上常選大地為參考點(diǎn)。機(jī)殼若有搭鐵的設(shè)備，就可以把機(jī)殼作為參考點(diǎn)，凡是與機(jī)殼直接相連接的各點(diǎn)電位均為零。有些電子設(shè)備，機(jī)殼雖然不搭鐵，但許多元件都接到一條公共線上，通常就把這條公共線選作參考點(diǎn)，因此參考點(diǎn)也稱為“搭鐵”，在電路圖中用符號“⊥”表示。在汽車上常以車身為參考點(diǎn)，稱為“搭鐵”。 在進(jìn)行電路分析時(shí)，用電位會(huì)將繁瑣和復(fù)雜的問題變得簡單明了。例如，有一個(gè)電路有5個(gè)不同的點(diǎn)，任何兩點(diǎn)間均有電壓，如果用電壓來分析時(shí)，將涉及10個(gè)電壓值；若用電位分析時(shí)，可選定任意一點(diǎn)為參考點(diǎn)，并規(guī)定其電位為零。然后只需分析其他4點(diǎn)的電位就行了，如圖所示。

電壓分析、電位分析和比較電壓分析；電位分析

2.電勢的計(jì)算計(jì)算電路中某一點(diǎn)的電勢，只要從這個(gè)點(diǎn)經(jīng)過某一路徑到達(dá)零電勢點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)的電勢就等于這個(gè)路徑上所有電壓降的代數(shù)和。但是，我們應(yīng)該注意每個(gè)電壓的正負(fù)值。如果在旁路期間電壓從正變?yōu)樨?fù)，它將是正的。相反，從負(fù)到正，這個(gè)電壓是負(fù)的。電壓可以是電源電壓或電阻兩端的電壓。電源的正負(fù)極是直接給定的，而電阻上電壓的正負(fù)極是根據(jù)電路中電流的方向來決定的。

綜上所述，計(jì)算電路中某一點(diǎn)電位的步驟可以概括為:根據(jù)題意選擇一個(gè)合適的點(diǎn)作為零電位點(diǎn)；確定電路中的電流方向以及每個(gè)元件兩端的電壓的正負(fù)兩極；從尋找的點(diǎn)開始，通過某條路徑回到零電勢點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)的電勢等于這條路徑上所有電壓降的代數(shù)和。

電路中電勢的計(jì)算示例[示例]在圖1-14中，e = 24V，R1 = 4ω，R2 = 8ω，分別以D和A為參考點(diǎn)求各點(diǎn)的電勢和Uab。

求解電路中的電流以D點(diǎn)為參考點(diǎn)，VD = 0VA = UAD = E = 24VA = UAD = IR1+IR2 = 2×4+2×8 = 24VB = UBD = IR2 = 2×8 = 16VC = VD = 0UAB = VA-VB = 24-16 = 8，a . 8-24 =-8VC = UCA =-E =-24VD = VC =-24UAB = VA-VB = 0-= 8V。可以看出，當(dāng)選擇不同的參考點(diǎn)時(shí)，電路中同一點(diǎn)的電位值是不同的，但任意兩點(diǎn)之間的電壓值是恒定的。因此，電路中各點(diǎn)的電位是一個(gè)相對量，而兩點(diǎn)之間的電壓是一個(gè)絕對量。選擇參考點(diǎn)后，某點(diǎn)電位的計(jì)算結(jié)果與選擇的路徑無關(guān)，所以通常選擇最短路徑。