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电流和电路范文1
中图分类号:TM13 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0133-01随着微电子技术的迅猛发展以及手机、数码相机、电脑等便携电子产品的迅速普及与不断发展,MOS电流模逻辑电路的已经得到了广泛的应用于推广。与传统的电压模式控制相比,电路模式控制具有更快的瞬间反应与良好的闭环稳定性,且周期性的过流关断更好的保护着设备与其他器材。MOS电流模逻辑电路作为重要的器件除了有着以上的优点之外,还拥有着高频下降低功率,抗干扰、高速、低功率等特点。
1 MOS电路模逻辑电路设计特点
1.1?MOS管电路的结构特性
从MOS管的主要特性可知,MOS管电路不但工作的基本条件依赖于直流偏置,其使得MOS管一直工作在一个固定直流工作点上,而电路的功能只要是处理交流信号,例如对于交流电的信号放大。根据MOS管电路和信号的特点,就可以直接去确定提供的直流通道和交流通道的过程,即时使用MOS管电路中可以同时处理直流信号与交流信号,两种状态的电流通道可以同时存在于同一个MOS管电路当中。
(1)直流通道提供了电路的工作基础,没有直流通道电路就不能正常工作。同时,直流通道所引起的电路工作状态叫做电路的静态,电路的静态是分析电路的基础。(2)交流通道提供了电路的基本功能特征,交流通道所引起的电路交流状态以静态为基础。不同的静态将会引起不同的交流状态特征,例如电流和电压的变化范围。
从上分析可知,MOS管电路的静态设计直接决定了电路的特性,而实际上使用MOS管的电流镜、差分电路、有源负载等都有上述功能,也就是我们可以使用MOS管的静态特性来确保电路的稳定与保证电路开关不受到影响。
1.2?叠加分析是分析的基本概念
根据当前电子电路的基本理论可知,MOS管电路的交流状态时以静态为主要基础的,即对于交流信号处理的状态时以直流偏置为核心的,因此在整个MOS管电路工作交流与静态直流同时存在时,是否会直接相互影响。如果交流状态对于直流静态有明显的影响,则MOS管的交流状态则无法直接确定。
为了解决上述问题,在半导体电路的分析理论与技术中,根据MOS管静态工作点在特性曲线中的位置,采用线性时不变的分析方法。
(1)如果在交流信号变化范围内,可以把MOS管看成是线性器件,则认为交流状态不会引起静态工作点的变化,即交流状态对静态无影响。(2)如果认为MOS管在分析所限定的时间内,其参数不会发生变化,则认为MOS管是一个时不变器件。只要偏置条件不发生变化,交流状态对静态没有影响,静态工作点也不会变化。根据MOS管跨导:
(1)
可以看出,随着ID的变化,gm也会发生变化。由此可知,MOS管电路分析必须限制交流信号的变化范围,这样做的目的是为了把电路限制在LTI(线性时不变)范围内。
2 MOS管的应用流程方法
在MOS管应用过程中,其主要采用在开关性能应用上,电子开关的电路管理中,它能够保证在突况下,保证电器不受到直接的损坏。常见的使用电路在于开关电源和马达驱动,也有照明调光。因此在整个设计流程中应当注意以下几个应用方法,确保MOS管的稳定性。
2.1?低压的应用。
在使用低压电源过程中,如果这时候使用传统的图腾柱结构,由于三极管的be有0.7V左右的压降,导致实际最终加在gate上的电压只有4.3V。如果我们选用标称gate电压4.5V的MOS管就会出现一定的电压风险。如果在3V甚至更低的电压电源场合上也会有一样的风险。
2.2?宽电压的应用
由于输入电压并不是简单的固定值,在很多时候在宽电压的应用会随着时间或者其他因素将会产生变动。这个变动将会导致PWM电路提供给MOS的驱动电压将会出现不稳定,而容易烧坏MOS管。
为了保证MOS管在高gate电压下安全,很多MOS管内置了稳压管强行限制gate电压的幅值。在这种情况下,当提供的驱动电压超过稳压管的电压时,静态电压功耗将会剧烈增加,从而保证了MOS管的稳定。
同时,如果简单的用电阻分压的原理降低gate电压,就会出现输入电压比较高的时候,MOS管工作良好,而输入电压降低的时候gate电压不足,引起导通不够彻底,从而增加功耗。
2.3?双电压的应用
在一些经典控制电路的应用当中,由于逻辑部分电压采用经典的5V或者3.3V数字电压,而功率部分使用12V甚至更高的电压,两个地方的电压采用共地方式进行连接。这就需要使用一个电路,使得低压侧能够有效的控制高压侧的MOS管的功耗,并且高压侧也能通过MOS管直接对1和2中的问题进行解决。
3 结语
根据上述分析,可以建立如下几个MOS管电路分析的基本概念有以下几点。
(1)固定电路的偏置后,电路的静态决定了电路的特性。(2)采用MOS管小信号模型对电路进行分析。这实际上意味着小信号是电路的重要约束条件,电路模型和特性只有在信号和静态满足这个条件时才是正确的。(3)分析电路时必须先进行直流分析,确定静态后再分析交流特性。(4)在小信号条件下,MOS管电路的直流分析和交流分析结果满足叠加原理。(5)小信号是MOS管信号处理电路分析和仿真中各种条件设计的基础。(6)必须保证在所限定的信号频率条件下,MOS管和其他元件等效电路模型仍然适用。否则,必须重新建立电路的模型。(7)对于比较复杂的MOS管电路,在确定LTI条件后,可以通过建立电路宏模型的方法对电路进行分析。
上述是MOS管电路的基本分析概念,也是MOS管电路设计、应用流程处理中注意的几个重要方法。
参考文献
[1] M YAMASHINA etal,An MOS Current Mode Logic (MCML) Circuit for Low-Power Sub-GHz Sub GHz Processors[J].IEICE Teans.Electron..,1992,10(10):1881～1187.
电流和电路范文2
“物理课程标准”在科学探究能力目标中明确要求学生,会阅读简单仪器的说明书,能按书面说明操作,会使用简单的仪器。电流表和电压表是初中生学习物理必须会使用的简单测量仪表。课程标准的具体要求是:会使用电流表和电压表。这个要求,我的理解应该有两层意思,一是要学生能正确使用电流表和电压表进行测量和读数;二是能使用电流表和电压表探究电路。
我在教学过程中,针对学生能正确使用电压表测量和读数这一目标,按照电流表的教学,指导学生认真阅读电压表说明书,通过比较、分析总结出电压表和电流表在使用规则上的异同,并在此基础上引导学生把双量程电流表使用的相关技能迁移到双量程电压表的使用上来,再提醒学生注意电流表是串联在电路中,而电压表必须并联在待测电路的两端。多数学生都能按这样的要求联结电路,进行实验操作,达到课程目标的要求。但对于用电压表探究电路这一教学目标,学生认识总是模棱两可,由其在课后的练习中,常常出现用电压表检测电路时,学生不知道电路故障与电压表是什么关系,造成判断混乱,错误层出不穷。这样的问题在教学过程中,因为课时和学生知识的限制,纠正的困难也较大。那么进入复习后,让学生用电压表探究电路,即为学生进一步学习奠定好知识基础,也要让学生走入社会后在日常生活中使用各种家用电器有一定的启示,提高学生的综合素质,发展学生的探究精神和实践能力都有作用。
用电流表和电压表检测电路,即是初中物理学科的知识,也是学生动手操作能力的具体运用。如下图是某实验小组测小灯泡电功率的电路图,该小组按图连接好电路后,闭合开关,电流表有示数,但小灯泡不发光,电压表也无示数。这是学生分组实验中常出现的一种故障,该电路电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,表明电压表所测的小灯泡有故障。是什么故障呢?电路故障,无非就是断路和短路两种,电流表有示数,表明不可能是断路,只有小灯泡短路这种情况了。这样讲后,看是问题解决了,可实际还存在许多学生不清楚的问题。如就在该电路中,当学生排除了短路故障后,发现电压表有示数了,而电流表又无示数,小灯泡仍然不发光。这时再给学生讲,电流表无电流,说明电路是断路,电压表有示数,表明故障还是出在了电压表所测的小灯泡上,这时的故障就不是短路,而是断路了。细心的学生还会发现,这时电压表的示数几乎等于电源的电压,滑动变阻器与小灯泡串联,滑动变阻器怎么没有分压呢?要让学生理解电压表检测电路,可从以下的几个电路图来说明。
如图1电压表直接与电源的正、负极相接,测量的是电源电压。
如图2电压表与小灯泡两端相接,即是测量小灯L两端的电压,又是测量的电源电压。实际上也可以看成电压表直接与电源的正、负极相接。
如图3电压表只是测量小灯泡L1两端的电压。因为电压表与L1两端相接,L2起了分压作用。
U1=U总-U2。
若将图3中的L1改为开关S1,电路如图4所示。当开关S1闭合时,电压表无示数,因为:S1无电阻即:R1=0
由:U1=I总×R1=I总×0=0伏。
所以电压表无示数。
当开关S1断开时,电路是断路,电路中没有电流,灯泡L2相当导线不分压,相当于把电源正、负极与电压表正、负极直接相连接,类似于图1的电路。所以电压表测量的是电源电压。也可以这样理解:电路是断路,I总=0,则U2=0伏,U1=U总-U2=U总-0=U总。
在教学过程中,结合电路图再连接实物,一边演示,一边讲述学生就比较容易理解了。
最后再给学生布置巩固练习:如下图电路中A、B、C、D为四个接线柱,闭合开关后,灯不亮,已确定是灯泡存在故障,在不充许拆开电路的情况下,请用一个电压表或一个电流表对故障进行判断。要求写出选用电表、判断方法、现象和结论。
参考文献:
电流和电路范文3
关键词：逆变系统；PFC电路；输入均流；设计探究；UPS
中图分类号：TM46 文献标识码：A
1.逆变系统
含义：逆变系统包括直流升压电路，逆变电路，驱动电路，保护电路以及通信电路等等。逆变器是指将直流转换成交流的换流器，输入直流可以是低压输入或者高压输入，通过内部直流升压电路提供高压直流给逆变电路，逆变电路根据需求有单相逆变和三相逆变。保护电路是指防止电流冲击、电压冲击、输出短路、器件过温保护等保护系统可靠性，避免逆变系统受外部冲击等影响正常输出的辅助电路。
2. PFC电路
2.1 作用
PFC的英文全称是PowerFactorCorrector，意思是功率因数校正器。随着开关电源的普及应用，普通的整流电路PF值低，输入无功功率大，电力效能低，同时对市电电网存在较大谐波干扰，影响整个电网的稳定性和高效性，所以对产品的功率因数要求越来越高。PFC就是通过主动式和被动式两种方式，提高整流电路的PF值，减少无功功率输入和谐波干扰，减小整流过程中的电能损耗，起到节能的目的。
2.2 分类
PFC理论上可以分为主动式和被动式两种，主动式为有源电路控制方式，可以拥有更高的功率因数（大于0.99），适应宽范围的输入电压，但需要专用集成路进行PFC控制，所以产品电路复杂，成本高昂；被动式为无源电路控制方式，功率因数达到0.8已经是非常好的产品，但是它的优点是电路简单，成本低廉，稳定可靠，缺点是PF值低，体积较大。在一些小功率的开关电源产品中应用广泛。
2.3 主流PFC控制芯片
随着半导体技术的发展和电源开关电源技术的不断创新，主流的半导体生产厂家推出各种类型的PFC控制芯片，极大简化了PFC控制电路的设计，比如TI公司推出的UC系列产品，其中经典产品UC3854，还有比如ON公司推出的NCP1654，IR公司推出的IR1150，凌特公司推出的LT1248，仙童公司推出的FAN4810等等产品，随着PFC控制技术研究的深入，在新型拓扑结构和新型控制方法的不断突破和创新，将会有更多的更好的PFC控制芯片面世。
3. UPS
3.1含义
UPS（Uninterruptible Power System），就是为了解决市电突然掉电或者突变导致设备损坏而研发的，通过市电将电能存储在蓄电池上，通过主机PFC电路、逆变器等模块电路将不稳定的，质量差的市电转换成稳压，波形质量好，不间断地供电给系统设备。主要用于给单台计算机、计算机网络系统、交通通信设备或其他电力电子设备提供稳定可靠的、不间断的电力供应。
UPS的最主要功能：稳压输出，滤除谐波，不间断供电。在市电电网正常供电时，UPS通过内部的PFC整流控制模块，电池模块和逆变模块的能量转换，消除电网中的脉冲冲击，谐波干扰和幅值波动，起到稳压器和滤波器的作用，保证电力电子设备可靠稳定地运行；在市电电网断电时，通过电池模块和逆变模块提供交流供电给负载，通过UPS整个系统的控制系统，可以做到市电电网掉电时输出不掉电，这样就使电力电子设备保持正常运行状态，真正保证了设备的不间断运行。
3.2 逆变拓扑选型
随着不间断电源技术的不断发展和市场的不断扩大，传统两电平结构比如H桥逆变等已经无法满足市场需求，因此具有谐波小、损耗低、效率高等优势的三电平拓扑结构便应运而生。
目前针对三电平拓扑结构有很多种，最常见的两种拓扑结构为三电平“I”型和三电平“T”型，两种拓扑互有优势。I型三电平电路，每个管子只承受一半直流电压，开关损耗低，而且开关频率越高，开关损耗低的优势就越明显；T型三电平电路，主管承受全部直流电压，钳位管承受一半直流电压，对比I型三电平会少两个元件，同时控制算法简单。
4. UPS不间断电源中的PFC电路
主动式PFC整流的根据控制的变量不同，可以分为以下4种方式：峰值电流控制；滞环电流控制；单周期控制技术；平均电流控制。以上4种方法都有各自的优缺点：峰值电流控制，因为只控制电流的峰值，与电流平均值误差较大，THD值存在较大缺陷，同时对噪声的敏感，易产生次谐波振荡等等缺点，该技术将逐渐被淘汰；滞环电流控制，设置最大电流参考和滞环回差值，虽然提高了电流控制精度，但是缺点同样明显，开关频率难于做到恒频控制，在实际应用不多；单周期控制技术，该技术主要特点是反应快，精度高，于每个开关周期内对电流进行调节，能有效地抑制电源侧的扰动，既没有稳态误差，也没有暂态误差。单周控制能优化系统响应、减小畸变和抑制电源干扰，整个控制系统具有反应快、动态特性良好、开关频率恒定、易于实现、抗干扰强、控制电路简单等优点。缺点是需要快速复位的积分电路。平均电流控制，主要是在峰值电流控制和滞环电流控制的基础上进行调整，集中了峰值电流控制的恒频控制优点和滞环电流控制的精度优点，可以提供极低输入THDv和THDi，同时，简化了输出滤波器的设计，且因为有电流控制器做调节，取的是平均电流，所以提高了系统在噪声干扰下的稳定度和精度。主要缺点是：控制电路复杂，需检测电感电流需电流控制环路；参考电流与实际电流的误差随着占空比的变化而变化，可能引起低次电流谐波。但目前平均电流控制是应用最广泛、技术最成熟的PFC控制方式。
5.三相UPS高效前级PFC设计实例
三相UPS项目后级采用三路单相T型三电平逆变，通过DSP控制三路逆变输出相位相差120°构成三相逆变输出；三相UPS前级采用凌特的LT1248控制芯片，通过三路单相PFC整流电路构成三相UPS的PFC电路，电路结构简单，性能优良。
三相不同输入的均流问题，系统通过采样三相的输入电流，经过均流电路，把每相输入电流和三相平均输入电流的差值引入到各路的LT1248电流环中，使得每路的输入电流保持均衡。
单相PFC整流电路采用单电感双boost功率拓扑，节省了一个功率电感，同时整合整流和升压电路，电路更简洁，成本更低，如图1所示。
实际产品开发应用过程中，根据产品的性能指标，安规和认证的要求，需要在输入增加LC滤波电路，同时在PFC的工作前需要对正负BUS进行缓启动处理，防止PFC模块启动瞬间的冲击电流损耗器件，同时为了保证提供给后级逆变系统平衡的稳定的正负BUS电压，还需要对正负BUS进行均压控制，BUS过压保护，这些指标要求需要对正负BUS电压采样并通过硬件处理后送入LT1248的控制环路，保证每路的PFC功率模块正常工作，同时为增加系统可靠性还要加入系统输入电流过流保护，功率器件的过温保护，IGBT的过流保护等等措施来满足产品的规格设计要求。
参考文献
[1]杨成林，陈敏，徐德鸿.三相功率因数校正（PFC）技术的综述（1）[J].电源技术应用，2002（8）：50-55.
电流和电路范文4
本知识板块包括电学的三个最基本的物理量电流I、电压U和电阻R，以及把它们结合起来的电路知识。常考的知识点有：电流方向的确定，连接实物图和设计电路，电路的三种状态（尤其是短路），识别电路的两种连接方式及串联电路和并联电路电流电压的特点，以及电流表电压表的应用等。
一、电流表电压表在电路中的作用及接入
根据日常教学，电流表电压表的内阻各有特点，决定了它对电路的作用也各不相同。如电流表的内阻很小，在电路中相当与导线，所以电流表必须跟用电器串联。电压表的内阻很大，在电路中相当于开路，所以电压表必须跟电路并联。关于“相当于”的理解：相当于并不等于等于，对电流表相当于在电路中串联一个小电阻，对于电压表相当于并联一个大电阻。在教学中我们可以应用简单的串联并联知识解释。
在串联电路中电压的分配和电阻成正比，在并联电路中电流的分配和电阻成反比。电流表如果和用电器串联，由于其电阻较小，对电路的分压作用很小，但如果和用电器并联其分流作用很大，会对用电器造成短接，或对电路造成短路；电压表如果和电路并联，由于其电阻很大，对电路的分流作用很小，但如果和电路串联其分压作用很大，对电路的影响相当于断路，电压表此时测量的是电源电压。
二、判断电路中电流表电压表的方法
1.直接观察法
若电表盒其他元器件串联，则这个电表为电流表；若电表跟其他元器件并联，则这个电表为电压表。
2.电表删除法
删除电路中的某个电表，若不影响电路所有用电器的工作，则这个电表为电压表；反之则为电流表。
三、电压表测量电压的的判断
电压表是用来测量电路两端电压的，一是测量用电器两端的电压，二是测量电源两端的电压，所以电压表要么跟用电器并联，测量用电器两端的电压；要么跟电源并联，测量电源的电压，不能认为电压表跟电源和用电器并联。
四、电路故障的判断
电路故障的判断题，它主要分无电表和有电表两种情况下的电路故障，电路故障主要包括断路和短路，造成的主要原因有：①连接电路时，导线与接线柱之间接触不良造成电路断路；②由于用电器上的电压远高于用电器的额定电压，而烧毁用电器造成电路断路；③将电压表串联在电路中，因为电压表的内阻过大造成电压表所在的的、电路接近断路。④电流表和用电器并联，因电流表的内阻太小，使电路接近短路。现举例如下。
1.某同学在做实验时把甲、乙两灯串联后通过开关接在电源上，闭合开关后，甲灯发光，乙灯不发光。乙灯不发光的原因是什么？
解析：因为甲、乙串联，当闭合开关后，甲灯发光，这证明电路是通路，所以要想知道乙灯不亮的原因，就必须搞清楚串联电路的特点，因为串联电路的电流处处相等，电阻两端的电压与电阻成正比关系，当乙灯的电阻太小时，两端的电压远小于其额定值，所以乙灯不会发光。
2.如图所示，两个电灯组成串联电路，电源电压为6V，闭合开关S后两灯均不发亮，用一只理想电压表测量电路中ab间的电压为0V，bc间的电压为6V，电路的故障可能是什么？
解析：
①当电压表接在ab间时电压为0V
说明电压表中无电流通过，电路是开路；
②当电压表接在bc间时电压为6V，说明电压表中有持续的电流通过，即电压表、电源、开关灯L1组成通路，这时电压表的示数接近电源电压为6V。经过综合分析只有L2断路才可为上述现象。
五、利用电流表、电压表判断电路故障
1.电流表示数正常而电压表无示数
电流表示数正常表明电流表所在的电路为通路，电压表无示数表明无电流通过电压表。故障原因可能是：电压表损坏；电压表接触不良；与电压表并联的用电器短路。
2.电压表示数正常而电流表无示数
电压表有示数表明电路中有电流，电流表无电流说明没有或几乎没有电流流过电流表。故障原因可能是电流表短路；和电压表表并联的用电器断路。
电流和电路范文5
关键词：网络分析 叠加原理 联系
叠加原理是线性电路的基本原理之一。在线性电路中，当电路中有多个独立激励源共同作用时，电路中任一支路上的响应等于每一个独立源单独作用时响应的代数和。通常利用叠加原理能将多电源复杂电路简化为多个单电源简单电路来等效简化分析电路。电路网络分析方法是有别于等效电路分析法的电路分析方法。网络分析方法是基于基尔霍夫节点电流定理（KCL）和回路电压定理（KVL），同时又不改变电路结构的电路分析方法，犹以网孔电流法和节点电压法效率较高。
一、叠加原理与节点电压法
节点电压法是以电路的独立节点电压为未知量，列写独立节点的节点电流（KCL）方程组，先求解电路中各节点电压，再求各支路电流的电路分析方法。因此，正确列写各独立节点的KCL方程成为该电路分析方法的关键。将叠加原理推广应用于节点电压法能更高效准确地列写出各独立节点的KCL方程。以如图1所示电路为例。
图 1 分析电路
对节点a，可认为有三种激励：节点自电压Va、其他节点互电压Vb、Vc、独立电源Us1、Us2；对应三种节点电流响应相叠加：节点自电导电流、互电导电流、电源电流。
1.a节点自电压激励与自电导电流响应
如图2所示为a节点自电压激励与自电导电流响应等效电路图。自电导响应电流为Iaz。则有：
图 2 a节点自电压激励等效电路
2.a节点其他独立节点电压激励与互电导响应
如图3所示为a节点其他独立节点电压激励与互电导响应等效电路图。自电导响应电流为Iaq。则有：
图 3 a节点互节点电压激励等效电路
3.a节点电路电源激励与节点电流响应
如图所示为a节点电路电源激励与节点电流响应等效电路图。a节点响应电流为Ias。则有：
图 4 a节点电路电源激励等效电路
4.a节点响应电流叠加――KCL方程
a节点响应电流应为Iaz、Iaq、Ias叠加而成，且其代数各为0。所以Iaz-Iaq-Ias=0，即Iaz-Iaq=Ias，所以 用电导可改写为：
同理，可以高效准确的列写出节点b、c的KCL方程。
二、叠加原理与网孔电流法
网孔电流法是以假想的电路网孔电流为未知量，列写网孔的回路电压（KVL）方程组，先求解各电路网孔电流，再求各支路电流的电路分析方法。因此，正确列写各网孔的回路电压（KVL）方程成为该电路分析方法的关键。同样，将叠加原理推广应用于网孔电流法能更高效准确地列写出各网孔KVL方程。
对网孔电流Im1流经的网孔，也可认为有三种激励：自网孔电流Im1、其他互网孔电流Im2、Im3、独立电源Us2、Us3；对应三种网孔电压响应：自电阻电压、互电阻电压、电源电压。以上述电路中网孔电流Im1流经的网孔为例（以下分析均略去相应等效电路，读者可自行分析相应等效电路）。
1.自网孔电流Im1激励与回路自电阻电压响应
UmZ= Im1（R2+ R3+ R5）
2.互网孔电流Im2、Im3在激励与回路互电阻电压响应
Umq= Im2 R3 - Im3 R5
3.电（源）在Im1流经的网孔上的回路电压响应
Ums= - Us2 + Us3
4.回路电压响应叠加――KVL方程
Im1流经的网孔上的回路电压响应由 UmZ、Umq、Ums相叠加。且由基尔霍夫电压定律（KVL）可知其代数和为0。即UmZ+Umq+Ums=0。所以有：
Im1（R2+ R3+ R5）+ Im2 R3 - Im3 R5 - Us2 + Us3=0
整理后即得Im1：
Im1（R2+ R3+ R5）+ Im2 R3 - Im3 R5 =Us2 - Us3。
同理，可列写出Im2、Im3流经的网孔的回路电压方程。
三、注意事项
深入探究叠加原理与电路网络分析法内在联系时应注意以下三点。
1.在节点电压法中，以自节点电压、独立互节点电压、电源为激励源，以节点电流为响应；网孔电流法中以自网孔电流、互网孔电流、电源为激励源，以网孔回路电压为响应。这扩展了叠加原理的应用范围，将其响应对象由单一支路电流、电压响应扩展为节点电流响应和回路电压响应。
2.在网孔电流法中，由于互电阻支路上互网孔电流方向可能与自网孔电流同向，也可能反向，所以，在互电阻支路上的电压响应可正可负；而在节点电压法中，由于各独立节点电压相对于参考点而言，其参考方向均大于0，所以互节点电压的电流相应均为负。
3.在节点电压法中，单一理想电压源支路对自节点电流无贡献，因理想电压源电流由外电路决定；网孔电流法中，单一理想电流源对网孔电压无贡献，因理想电流源电压由外电路决定。
深入理解叠加原理与电路网络分析法内涵及内在联系，对于正确、高效利用节点电压和网孔电流电路分析方法具有深刻意义。
参考文献：
[1] 刘爱琴，电路基础，长春：吉林大学出版社，2009.
[2] 许自图 ，电子电路原理与仿真 ， 北京： 电子工业出版社，2006.
电流和电路范文6
关键词：串联；并联；开关；电压表；电流表
中图分类号：G633.7 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）03-0074-02
一、开关和电表在电路判定中的“角色”与联系
在教师引导学生可以通过“定义法、电流法、拆除法、节点法”等等方法去判定串、并联电路之后，学生基本上能够通过其中一种方法去熟练的判定出串、并联电路。此后，在大多练习中会出现这样一类题：
例1：如图1所示，要使L1和L2两灯组成串联电路，应闭合开关 ，断开开关 ；要使L1和L2两灯组成并联电路，应闭合开关 ，断开开关?摇?摇?摇。
对于这样一类题，教师首先要帮助学生理解断开和闭合的开关在电路中充当的“角色”。即断开的开关就相当于开路，而闭合的开关就相当于一条导线。然后教师引导学生可以利用“电流法”：电流从电源的正极流出经过所有用电器回到电源的负极，电流的路径只有一条，则为串联电路。即：闭合开关S2，断开开关S1、S3两灯组成串联电路。闭合的开关S2就相当于一条导线，电流可以通过；断开的开关S1和S3就相当于开路，电流不可以通过。如图2所示这样电流从电源正极123电源负极，电流的路径只有一条，即组成了串联电路。对于如何断开或闭合开关组成并联电路，我们可以引导学生通过“节点法”：不论导线有多长，只要其间没有电源、用电器等，导线可以任意拉长、缩短，甚至导线两端均可以看成同一个点，从而找出各用电器两端的公共点，电流的路径有两条（或多条），则为并联电路。如图2所示，当电流流经节点1，若开关S1闭合，就相当于一条导线，那么节点1和3就可看为同一个点，即L1和L2的公共点，然后电流分别经过L1和L2，在节点2汇合最终回到电源负极。即：闭合开关S1、S3，断开开关S2，电流的路径有两条，两灯组成并联电路。相信学生掌握这种方法后，通过一两道同类型的习题进行巩固是可以突破这个难点的。但在学生学完电表之后，与上面相似的这类题又会出现，而且难度也会更大。
例2：如图3所示，要使L1和L2两灯组成串联电路，a是 表、b是 表、c是 表；要使L1和L2两灯组成并联电路，a是 表、b是 表、c是 表。对于这个电路图学生似曾相识，但刚开始可能无从入手。我们还是首先要引导学生在分析电路时，电压表和电流表分别在电路中充当的“角色”。由于电压表的内阻很大，在初中阶段分析电路时可以看成开路，而电流表的内阻很小，在初中阶段分析电路时可以看成导线。这样在教师的引导之下，学生可能会发现既然在分析电路时“断开的开关”和“电压表”都可以看成是开路，“闭合的开关”和“电流表”都可以看成是导线，那么例2这道题完全可以类比例1来做，这样就大大降低了分析电路的难度。在例1中闭合开关S2，断开开关S1、S3两灯组成串联电路。闭合的S2相当于导线，那么可以相当于导线的还有电流表，那么S2的位置其实可以用一个电流表来替代；断开开关S1、S3都相当于开路，那么分析电路时可以看成开路的还有电压表，那么S1、S3的位置就可以分别用两个电压表去替代。即：要使L1和L2两灯组成串联电路，a是电压表、b是电流表、c是电压表。并联电路的形成也仿照上面用类比例1的方法去做，可以得出：要使L1和L2两灯组成并联电路，a是电流表、b是电压表、c是电流表。教师对比例1和例2两道试题的过程中利用“类比”和“等效替代”的思想，引导学生归纳和总结解决实际问题的方法，可以帮助学生快速突破难点。在日常教学中慢慢渗透一些物理解题的思想，学生也会逐渐养成善于思考和总结的学习习惯，对知识融会贯通，达到事半功倍的效果。
二、电压表和电流表的“归属”问题
在学习电流表的使用时，学生已经知道电流表应串联在被测电路中。对于简单的电路学生一眼就可以看出电流表是测量哪部分的电流。例如：在图4中学生很容易就能看出电流表A1测量的是流过L1的电流，电流表A2测量的是流过L2的电流，而电流表A测量的是干路的总电流。因为电流表A1与L1串联，电流表A2与L2串联，电流表A串联在干路上。
如果把电路变形成图5所示的电路，学生可能就没那么容易判断出电流表是测量哪部分的电流了。但是实际上图4和图5的电路是一样的，只要我们按照上面讲到的“电流法”还是可以判断出电流表A1与L1串联，电流表A2与L2串联，电流表A串联在干路上，就能判断出电流表测量的是哪部分电流。总之只要记住电流表与哪部分电路串联就测哪部分电路的电流。相对于电流表的学习而言，电压表的“归属”问题在理解上就有一定的难度了。电压表是应与被测电路并联的，若是图6这样的图学生很容易就能看出电压表测量的是L1两端的电压。
如果把图6变为图7这样的呢？在做题过程一部分同学会就会误认为电压表测量的是L2两端的电压，有的同学甚至认为是测量电源和L2的总电压。造成这样的错误判断，原因一方面可能是对电路的组成及其在电路中的作用理解的不是很透彻；另一方面可能是还没有弄清楚电压表到底与被测电路中的哪部分并联。
针对造成错误的原因，可以用以下几种方法帮助学生理解：
1.从电路基本组成在电路中的作用入手。电路中的电能是由电源提供的，电源的电压即为电路的总电压（不考虑电源的内阻）。若认为电压表与电源和L2同时并联，那么电压表所测的电压应为电源和L2两端电压之和。而电源电压就是电路的总电压，凭空多出了L2两端电压，有悖科学。既然不是测量电源和L2这部分电路，那么就是测量L1这部分电路了，因此电压表测量的是L1两端电压。
