电压变化量与电流变化量的比值
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电压变化量与电流变化量的比值
串联电路的动态分析中,会遇到电阻两端电压变化量与经过电阻的电流变化量的比值问题。
我们一般定义变压 U 的变化量称为
,电流的变化量为
,R1两端的电压变化量就是
,R2两端的电压变化就是
。 U1
U2
R1 R2
对于上图,假设电路中只有两个电阻,所以我们认为总电压一定。求解 , 。
解法一:利用公式得到对应的物理量,再求解
(1)对于R1电阻,本身的欧姆定律就是满足
U1=R1I----------①
改变一次 R2得新的式子 U ’1=R 1I ’---------②
①-②,得到
U1-U ’1=R1I-R1I ’ 所以
(2)对于R 2电阻,依旧应该满足U 2=R 2I---------③
改变一下 R2电阻,也可以得到 U ’2=R ’2I ’---------④
仿效上面,得到
U 2-U ’2=R 2I-R ’2I ’
但是这个式子里面的电阻也变化了,无
法得到类似结果。但是总电压 U0是恒定的,于是我们分析整个电路。
IR 1+U 2=U 0
---------③
I ’R 1+U ’2=U 0----------④ ③-④得到 IR -I ’R +U 2 -U ’ 2 =U -U
1 1 0 (I-I ’)R1+(U 2-U ’2)=0
所以
。
结果说明,其实 ,也就是说两个电阻两端的电压变化量之和为零,但是绝
对值是一样的大的。因为总电压是恒定的,
一个电阻分得的电压越大, 另一个分得的电压
就 越少,这和实际也是符合
的。
解法二:按照数学函数的性质求解
其实就是以电流为变量的电压函数的斜率,
所以不妨找到对应的数学函数式子,
再
找出对应的斜率,问题就能解决。
前面已经说过,U1=R1I,这就是U1满足的函数式,R1就是斜率,所以得到
而整个电路满足IR1+U2=U0,可以改写为U2=-R1I+U0,-R1就是斜率
得到