復(fù)雜直流電路的計算方法分析

王東方

（山西省祁縣職業(yè)高級中學(xué)校，山西 晉中 030900）

復(fù)雜直流電路的計算方法分析

王東方

（山西省祁縣職業(yè)高級中學(xué)校，山西 晉中 030900）

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國工業(yè)也隨之迅速發(fā)展起來，對于復(fù)雜直流電路的運用也越來越廣泛，尤其是在機器運轉(zhuǎn)的電路工作中應(yīng)用較多，但是與此同時，我們也發(fā)現(xiàn)。復(fù)雜直流電路的計算工作對于目前我國的現(xiàn)狀來說，計算起來非常的復(fù)雜，由于目前我國電工行業(yè)在這方面并沒有形成相應(yīng)的行業(yè)計算規(guī)則和在該領(lǐng)域也缺乏相應(yīng)的經(jīng)驗，所以由于復(fù)雜直流電路的計算分析所產(chǎn)生的問題可謂是多種多樣，在解決的過程中遇到了各種各樣難以解決的問題。本文的筆者在結(jié)合實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計算復(fù)雜直流電路。

電工學(xué)；電路發(fā)展；計算原理

1 目前我國電工學(xué)中復(fù)雜直流電路計算現(xiàn)狀分析

復(fù)雜直流電路的計算在我國的運用起步較晚，缺乏相應(yīng)的經(jīng)驗，只是在在我國的電工學(xué)中運用得比較早，但是因為起步晚，缺乏實驗研究所以可以運用的案例并不多見。但是有一點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)雜直流電路在計算過程中其計算分析的過程過于復(fù)雜，所以現(xiàn)階段我國在電工行業(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，如何正確高效的對復(fù)雜直流電進行計算是現(xiàn)階段我國電工學(xué)研究的重點也是難點，一旦研究出高效的計算方法，電工學(xué)的發(fā)展將會更進一步。

1.1 核心內(nèi)涵把握不夠完全，淺出深入的研究方式

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

1.2 計算方式過于重視實踐操作，忽略理論科學(xué)性

目前國際上比較普遍的對于復(fù)雜直流電路的計算都是采取了基爾霍夫定律的變形模式，通過計算復(fù)雜的直流電路中的某一條具有代表性的電路，有效的利用計算等效電阻的方式，去計算整個的復(fù)雜電路中的計算值。即計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，電源疊加原理的計算方式高效率的完成復(fù)雜直流電路的計算工作。

2 復(fù)雜直流電路的計算流程案例分析

2.1 基爾霍夫定律

國際上和我國在進行復(fù)雜直流電路的計算的過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是復(fù)雜直流電路計算的出發(fā)點和核心關(guān)鍵點，我們所有的復(fù)雜電路的計算方式都是利用了基爾霍夫定律去完成的。所以我們在進行復(fù)雜直流電路的計算流程案例分析的時候，首先需要了解基爾霍夫定律的主要內(nèi)容，只有對基爾霍夫定律進行詳細的了解和認知，才能熟練的運用這個定律來進行計算?；鶢柣舴蚨芍饕譃閮蓚€定律就是節(jié)電電流定律和回路電壓定律即計算過程中所采用的原理。

2.1.1 基爾霍夫的兩大定律的分析

（1）第一條定律：節(jié)點電流定律：對于一個復(fù)雜電路來說，在任一瞬間，流進某一節(jié)點的電流之和恒等于流出該節(jié)點的電流之和，即∑I進=∑I出或∑I=0。這便是節(jié)點電流定律，滿足電流守恒的原則。（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

為了直觀的對基爾霍夫定律進行講解我們特此舉個例子來說明。比如說對于 n 個節(jié)點，b條支路的復(fù)雜電路共有 b 個未知的電流，那么我國根據(jù)基爾霍夫第一定律就可以列式出 n-1 個獨立方程。如果我們再將第二條定律有效的引入進行，那么就可以列式出 b-（n-1）個獨立方程，那么相應(yīng)的有幾個網(wǎng)孔我們就可以列式出幾個回路電壓方程這樣通過方程組，利用等效的原理就可以解出相應(yīng)的未知量，從而進行求解。

2.1.3 方向的確定

我們在分析基爾霍夫定理中的第一條的定律的時候，我們知道，如果我國將某一節(jié)點上的電流確立為正方向的時候，那么從這個節(jié)點所流出的電流就是負值電流。但是我們在研究其第二條定律的時候，我們又會發(fā)現(xiàn)，如果我國規(guī)定了相關(guān)的等式∑U=0 的時候，只要電流的流向和回路循環(huán)的方向是同一個方向，那么我們在該電流處所取得的值就是為正，當(dāng)然，反過來說就是取負值。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。只有在第一時間完成方向的確定，才可以進行接下來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)雜直流電路進行計算的時候，一般還會采用疊加定理進行計算，為了方便介紹這種原理我們將其主要的操作流程標示如下：如果我們在一個復(fù)雜的直流電路中存在多個電源的情況，那么只需要完成對于其中某一個的電流即相關(guān)的支流的電動勢的分析，由此繼續(xù)分析該項支路中的電流的合計值，那么就可以通過疊加的方式進行總體的電流值的計算工作，我們可以看到下面的圖片就展示了疊加定理的應(yīng)用通過這種疊加的方式，可以在計算的過程中將復(fù)雜多元化電路進行單一路線的規(guī)整，從而清晰斷題，快速解題。

通過我們對疊加定理的研究，我們發(fā)現(xiàn)一個非常重要的問題就是我們在計算復(fù)雜的直流電路的時候，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€的單獨的電動分析，那么我們只需要進行后來的疊加工作就可以完成復(fù)雜直流電路的計算工作。由此我們可以發(fā)現(xiàn)，疊加定理在應(yīng)用的過程中，我們只需要完成一些簡單的線路的計算工作，就可以完成復(fù)雜的直流電路的計算工作，即將發(fā)雜電路進行化整為一，都歸整到一些簡單的點卡上，這樣通過簡單的電路計算，來解決復(fù)雜電路問題，由此可以非常大力的節(jié)約計算的時間和減輕計算的難度，為我國復(fù)雜直流電路的計算提供了快而準確的方法。但是我們在實際操作中需要注意一點就是對于復(fù)雜直流電路來說，有很多我們沒有發(fā)現(xiàn)或是沒有看出來的問題，如果直接就按照經(jīng)驗進行疊加計算，可能會沒有考慮到不同的電路結(jié)構(gòu)所帶來的不同的情況。所以就要求我們在進行計算的時候，要排除掉特殊電路結(jié)構(gòu)的存在，對常見電路結(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型的復(fù)雜電路的計算方式都可謂是各有千秋，每種方法都有計算的優(yōu)勢和相對的缺點。所以，我們在實際的電工工作的操作中，我們需要有效的結(jié)合實際的情況進行相關(guān)的分析，第一時間對復(fù)雜電路進行合理快速的分析，選擇正確的方法結(jié)合具體情況進行具體分析，因為我國在這個領(lǐng)域中缺乏相應(yīng)的經(jīng)驗，所以我們也應(yīng)該借鑒學(xué)習(xí)國外的方法和經(jīng)驗。我們只要精準的掌握計算工作的核心定律以及相應(yīng)的方法，那么我們相信在實際操作過程中，結(jié)合已經(jīng)研究出來的方法，和理論知識，可以非常高效的進行復(fù)雜直流電路的計算，促進我國電工學(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)與財富，2013（09）.

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