直流電路和暫態(tài)過程

第五章電路電磁學(xué)場：對象：電場、磁場研究場的通量、環(huán)流路：由元件和電源構(gòu)成研究電荷在場的作用下的遷移傳導(dǎo)規(guī)律——場的規(guī)律在電路中的具體實現(xiàn)電路的分類直流電路：

交流電路：

暫態(tài)電路：

定態(tài)電路恒定電路直流電路的基本方程依據(jù)元件最簡單的聯(lián)結(jié)方式為串聯(lián)和并聯(lián)；簡單電路：能夠通過運用元件串、并聯(lián)的計算法將電路化為一個單回路復(fù)雜電路：不能將元件的聯(lián)結(jié)方式歸并為串、并聯(lián)的電路簡單電路p3895-2、10高阻起主要作用低阻起主要作用平衡電橋電勢差計——補償電路等效——簡單電路復(fù)雜電路

p5-15、18、19、20

由多個電源和多個電阻復(fù)雜聯(lián)接而成的電路，在一般情況下，這類電路不能用電阻串并聯(lián)等效變換化簡的電路解復(fù)雜電路的方法：基爾霍夫電路定律；P316等效電源定理（即戴維南定理和諾頓定理）；p321疊加定理；老書p301等效變換等老書p302其它解電路的方法可參看電工學(xué)教材。名詞解釋

支路：電路中由電源、電阻串聯(lián)而成的通路，支路中電流強度處處相等

節(jié)點或分支點：三條或更多條支路的聯(lián)接點。

回路：幾條支路構(gòu)成的閉合通路電路的典型問題：已知全部電源的電動勢、內(nèi)阻和全部負(fù)載電阻，求每一條支路的電流；已知某些支路的電流，求某些電阻或電動勢?；鶢柣舴螂娐范ɡ斫o出了把這些物理量聯(lián)系起來的完備方程組，從而普遍地解決了電路的計算問題。

基爾霍夫第一定律

規(guī)定流向節(jié)點的電流為負(fù)，從節(jié)點流出的電流為正匯于節(jié)點的各支路電流強度的代數(shù)和為零

若一個完整電路共有n個節(jié)點，則可以寫出n-1個獨立的節(jié)點方程——基爾霍夫第一方程組基爾霍夫第二定律沿回路環(huán)繞一周回到出發(fā)點，電勢數(shù)值不變寫方程的約定規(guī)定其繞行方向（可以任意規(guī)定）標(biāo)定一個電流方向解出I>0，——實際電流與標(biāo)定一致解出I<0，——實際電流與標(biāo)定相反規(guī)定電勢從高到低電勢降落為正，電勢從低到高電勢降落為基爾霍夫第二方程組，又叫回路電壓方程電勢降落正負(fù)的寫法

純電阻元件：若電流方向與繞行方向相同，電勢降落為正，若電流方向與繞行方向相反，電勢降落為負(fù)；

理想電源：當(dāng)電動勢的“方向”（由電源內(nèi)部負(fù)極指向正極）與繞行方向相同時為負(fù)，反之為正；實際電源有內(nèi)阻，可以把一個電源看成一個沒有內(nèi)阻的理想電源和一個純電阻串聯(lián)，然后按電阻和理想電源的規(guī)定分別寫出獨立方程的個數(shù)

若整個電路可以化為平面電路所有的節(jié)點和支路都在一平面上而不存在支路相互跨越的情形——可以把電路看成一張網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)孔的數(shù)目就是獨立回路的數(shù)目若整個電路不能化為平面網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)孔的概念不再適用獨立回路個數(shù)的判據(jù)要依據(jù)圖論中樹圖來建立其結(jié)論是：對于一個有n個節(jié)點P條支路的電路，共有P-n+1個獨立回路節(jié)點電流方程＋回路電壓方程構(gòu)成完備方程組，可解，且解是唯一的，它原則上可解決任何直流電路問題（見例題）

暫態(tài)過程

p5-27、28、29直流電源作用在元件上，電流從0——I，是過程中的現(xiàn)象

U、I是變化的，歐姆定律、基爾霍夫定律是否還適用？雖然U、I隨時間變化，但滿足似穩(wěn)條件（見下一節(jié)）滿足似穩(wěn)條件的電路中，可以用歐姆定律積分形式和基爾霍夫方程組來處理問題

LR電路中的暫態(tài)過程充磁：K接通1，電能轉(zhuǎn)變成磁能

微分方程用分離變量法

討論時間常數(shù)：是電流從0增加到0.63I0所需時間放磁：電流達(dá)到穩(wěn)定值后，將K撥到2RC電路中的暫態(tài)過程充電：K接通1放電：K接通2，看書LCR暫態(tài)過程關(guān)于q的二階常系數(shù)微分方程電路方程的解的形式與電路阻尼度有密切關(guān)系

三種阻尼狀態(tài)

顯然阻尼度與R、L、C取值有關(guān)，電感、電容是儲能元件，電阻是耗散性元件，，其大小反映電路中電磁能耗散的情況應(yīng)用:靈敏電流計特點：測量小電流靈敏度高結(jié)構(gòu):磁場徑向分布

系統(tǒng)受三個力矩磁力矩

彈性力矩

電磁阻尼力矩

負(fù)號表示電磁阻尼力矩方向永遠(yuǎn)和角速度的方向相反

感應(yīng)電流

感應(yīng)電流

i設(shè)線圈以角速度轉(zhuǎn)動電流計線圈本身的電阻Rg與之相聯(lián)的外電路電阻R外總電阻R=Rg+R外

運動方程

由決定三種阻尼狀態(tài)

測量時，一般希望指針快點達(dá)到平衡，取臨界阻尼

J

為線圈的轉(zhuǎn)動慣量

沖擊電流計

用途：測短時間內(nèi)脈沖電流所遷移的電量，以及與此有關(guān)的量如B、高阻、電容等

結(jié)構(gòu)類似與靈敏電流計，但線圈的轉(zhuǎn)動慣量大