桥式电路的matlab解法
KCL 的本质讨论(以麦克斯韦方程式为出发点)
稳恒电路是一个工程学模型,它的特点是:
- 电场只被束缚在导线上。电阻上的电流,由欧姆定律 J ⃗ = σ E ⃗ \vec J = \sigma \vec E J=σE来决定。
- 电路所在空间,没有磁通量的变化,即: d Φ d t = 0 \frac{\mathrm{d}\Phi}{\mathrm{d}t} = 0 dtdΦ=0
- 空间任意一处的体积微元,单位时间流入的电荷与流出的相等:空间各点的电荷体密度不随时间变化,即: ∂ ρ ∂ t = 0 \frac{\partial \rho}{\partial t} = 0 ∂t∂ρ=0
由第一和第二个特点,可以推导出KCL电压定理:
∮ E ⃗ . d l ⃗ = d Φ d t \oint\vec E.\vec{dl} = \frac{\mathrm{d}\Phi}{\mathrm{d}t} ∮E.dl=dtdΦ ∮ E ⃗ . d l ⃗ = ∑ V i \oint\vec E.\vec{dl} = \sum{V_i} ∮E.dl=∑Vi d Φ d t = 0 \frac{\mathrm{d}\Phi}{\mathrm{d}t} = 0 dtdΦ=0
所以有回路方程:
∑ V i = 0 \sum{V_i} = 0 ∑Vi=0
由第三个特点可以推导出KCL电流定理:
− ∂ ρ ∂ t = ∯ J ⃗ ⋅ d s ⃗ -\frac{\partial \rho}{\partial t} = \oiint{ \vec J \cdot \vec{ds} } −∂t∂ρ=∬J⋅ds ∯ J ⃗ ⋅ d s ⃗ = ∑ I i \oiint{ \vec J \cdot \vec{ds} }=\sum{I_i} ∬J⋅ds=∑Ii ∂ ρ ∂ t = 0 \frac{\partial \rho}{\partial t} = 0 ∂t∂ρ=0
所以可以得到KCL电流方程:
∑ I i = 0 \sum{I_i} = 0 ∑Ii=0
KCLを上手く使用するために、科学コンベンションがある。コンベンションとか、その上の定理から推理し、DC電路についての問題を解決しやすくするためです。


例:

将上述的各电阻赋值,可以求出电桥中的电流大小;也可以得到桥式电路的戴维南电阻:
// Matlab code
R1 = 50;R2 = 40;R3 = 15;R4 = 26;Rg = 10;Vab = 20;R = [1 -1 -1 0 0 0;0 1 0 -1 0 -1;1 0 0 -1 -1 0;0 R1 -R2 0 0 Rg;0 0 0 R3 -R4 -Rg;0 0 R2 0 R4 0];V = [ 0 0 0 0 0 Vab]';I = inv(R)*V;%The voltage of each arm resistorV1= I(2)*R1
V2= I(3)*R2
V3=I(4)*R3
V4= I(5)*R4%The current flowing in the bridge resistor
Ig = (R2*R3 - R1*R4)*Vab/(R1*R3*(R2+R4) + R2*R4*(R1+R3)+Rg*(R2+R4)*(R1+R3))
Ig==I(6)% The Thevinen impedance (effective impedance) of this electrical bridge structure is
Re = Vab/(I(1))
拓展链接:
电路原理 戴维南定理 诺顿定理 电学 电子 电路分析 大学 Circuit Principle Engineering Circuit 英语教程.
电路原理 网目分析法 网孔分析法 Mesh 电学 电子 电路分析 大学 Circuit Principle Engineering Circuit 英语教程.
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