Question

求电路的电压用KVL方程

求电路中B的电压：用电流源和B所在回路的KVL方程，并标明B所在支路的电流参考方向并讲一讲为什么这么标，标定参考方向的依据是什么，谢谢！

Answer 1

由KCL知，对中间上面结点，流入电流＝流出电流，
故B元件支路电流为2＋3＝5A，方向向下。
沿电路最外围回路列KVL方程，有：
－60＋2x10＋2x5＋20＋UB＝0，(设B元件电压参考方向为上正下负)
得：UB＝10V。

追问

先谢谢你的回答，对于电流的参考方向你讲的非常清楚，但是kvl方程我还有如下疑问：

1. 右半边那个回路能列写KVL方程吗？如果能的话怎么写

2. 为什么设B元件电压参考方向为上正下负，这个是自己假设的还是能根据现在的图得出一定规律？

谢谢！

追答

1、右半边回路列KVL方程时，需要假设3A电流源的电压后再能列。
2、B元件电压的参考方向是我随意给的。

追问

1. 那如果说3A电流源假设为上正下负，B原件该怎么判断它的方向？

2. 如果B元件电压参考方向假设成上负下正，KVL方程不就变成－60＋2x10＋2x5＋20-UB＝0 了吗？结果完全不一样
   
   

追答

1、若3A电流源电压为U1，方向上正下负，B元件电压为UB，方向上正下负，则右边的KVL方程为：－U1＋2x5＋20＋UB＝0；
2、若规定B元件的电压方向为下正上负，解得UB＝－10V，其含义是B元件两端电压为10V，实际的电压方向与参考方向相反，为上正下负；
规定B元件的电压方向为上正下负，解得UB＝10V，其含义为B元件的电压为10V，实际电压方向与参考方向相同；
这是一致的，有什么样的参考方向，就有对应的计算结果。

追问

还是不知道问题出在哪里，如果按照你说的，把U1代入变成 -80+2x5+20+Ub=0解得Ub=50V，并不是10V，也不是-10，我把三个KVL方程都写下，看看问题在哪里。还是假设电流源3A和B都是上正下负：
左边回路的KVL: -60-10x2+U1=0 右边回路的KVL: -U1＋2x5＋20＋UB＝0 外围回路的KVL: -60-10x2+5x2+20+UB=0 所以我算来算去Ub=50v

追答

左边回路：－60＋2x10＋U1＝0，
右边回路：－U1＋2x5＋20＋UB＝0，
大回路：－60＋2x10＋5x2＋20＋UB＝0。

追问

找到原因了！问题出在那个电阻上，但是按照定义，电压降为正，那个10欧的电阻是靠什么判断它电压降的呢？我的想法是它既然与电压源处在同一支路上，那它的方向应该与电压源方向一致，更确切的说我想知道你是怎么判断这个电阻的参考极性的？多谢啦，答完加分！

追答

根据电流方向判定，2A电流从左向右流经10欧电阻，由欧姆定律，在10欧电阻上产生的电压应与电流方向相同，即电压方向为左正在负。

追问

电流方向是从左到右的，电流从正极流出，为什么不是右正左负？

追答

电流是从电源正极流出，从左至右流经10欧电阻在电阻上产生电压降，
当电阻的电压与电流方向一致时，欧姆定律U＝IR成立，
这是欧姆定律规定的。