求一道电路题详解

请问这个电路是怎么联的,怎么分析... 请问这个电路是怎么联的,怎么分析 展开
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远上寒山有人家
2021-02-02 · 知道合伙人教育行家
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中南工业大学电气自动化专业,工程硕士,从事电力运行工作近30年

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这道题的解题思路是这样的:

假设原网络的等效电阻为R'。由于电路结构为下面这样的形式组合而成的:

所以在前面再添加一节后,电路总电阻不变:

R'=R∥(0.5R+R')=R×(0.5R+R')/(R+0.5R+R')=(0.5R²+RR')/(1.5R+R')。

因此:R'×(1.5R+R')=R'²+1.5RR'=0.5R²+RR'。

R'²+0.5RR'-0.5R²=0。

解方程:R'=-R或者R'=0.5R。取R'=0.5R=0.5×40=20(Ω)。

总电流:I=60/R'=60/20=3(A)。

R1电流:I1=I-60/40=3-1.5=1.5=3/2=I/2。

R2电流:I2=I/2²=3/4。

......以此类推......

Rn=In=I/2^n,Rm=I/2^m=3/2^m。

也可以这样推导:

设Rm的电流为I,则:Um=0.5R×I+0.5R×I=IR。

节点m下电阻电流:Im=IR/R=I。

根据KCL,Rm-1的电阻电流:I+I=2I。

Um-1=2×0.5R+Um=2IR。

节点(m-1)下电阻电流:Im-1=Um-1/R=2IR/R=2I。

根据KCL,电阻Rm-2的电流为:2I+2I=4I。

Um-2=4I×0.5R+Um-1=2IR+2IR=4IR=2²IR。

......以此类推......

U2=2^(m-2)IR;

R1的电流为:I1=2^(m-1)I。

所以:U=I1×0.5R+U2=2^(m-1)I×0.5R+2^(m-2)IR=2^(m-1)IR=2^(m-1)×I×40=60。

所以:I=(60/40)/2^(m-1)=3/2^m。

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追问

知道有您这样的老师,自己画图打字,我很敬佩

但我还是又不懂,既然是这样的结构,那么原图最右边有个Rm+1那个地方,好像不满足这样的结构??

还有就是KCL啥意思? 这个电路是不是每遇到一个节点就要分流?

就Um-1=什么加什么那一段还是不太懂,这个电压怎么看的

追答
你把Rm+1去掉后,就是一个通用的结构了。
KCL:基尔霍夫电流定律。
第二种方法的计算,就是用电流求电压或者用电压求电流,然后根据KCL求总电流
高中物理的春天
科技发烧友

2021-02-02 · 专注高中物理教学研究新高考
高中物理的春天
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这是一个无限网络的电路,也就是说电阻的个数为无限多个。因此增加一组或减小一组,电路的总电阻不变。这是解答这个问题的关键,而不是去分析其中各个电阻的连接方式。

设总电阻为R',如下图:

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追问
为什么增加或减少总电阻不变
追答
因为是无线多个,增加一个是无线多,减少一个也是无线多
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