张工画错电路图了啊喂。。

╮(╯_╰)╭

图片来自张工的回答


张工的简化电路图画错了。

上图1是原图,图2是简化图。

取掉图2中画双斜线的导线,如图3。当2个电源、灯泡参数完全相同时,可计算得A、B两点电压相同。计算过程简单,相当于初中物理,不列过程了。

因为标注双斜线的导线两端(A、B)电压相同,所以没有电流流过。过去的教材把这叫「虚短(路)」,不知道现在还是这么称呼不。

…………分割………

再说下张工一直强调的电位参考点。

在一个回路中选一个参考点定为零,这个没问题,也是必须的,这是高中一年级就学过的。张工把一个这么简单的问题讲的如此复杂,以致一群人要翻来覆去的计算、思考,也是本事。

他讲述中添加了接地,额外加了个真实的地,这是不必要的,零电位点是人为规定的,不是真实的零电位。

现实中常见的配电系统确实要接地,因为这个系统要对站在地上的人绝缘,要与大地绝缘,实际上大地已经是系统的一部分,所以必须考虑。IT系统虽然除设备外壳,带电的部分不接地,但也要考虑对地绝缘。


我做了一个演示视频。

这是一个电桥。当电路左右两边参数完全一致时,电桥达到平衡,AB间无电压,所以就没有电流。但现实中,达不到参数完全一致,所以AB间会有微弱的电流。

如果把视频中两个电源中的任意一个换一个方向,那么它所在的分支电流也会换向,AB间的电流就是两支路电流的叠加。


我怎么觉得张工又画错图了,张工画了两个回路。

然而去掉那根导线,两个灯泡应该是串联的。


动手画了画图,才发现原答案犯了想当然的错误。现在更正如下:

原来两个互不相干的回路通过共地线连在了一起,那么最后就简化成了一条线。

但是上图中,中间那个电路是很容易犯错的地方,两个灯是不相邻的,这里要注意。

那么有了电路就容易分析了,而不是凭空想像了。

我们通过基尔霍夫电流定律KCL可以知道,对于节点A

[公式]

带入符号以后(假设流入节点为正):

[公式]

对于节点B,则有:

[公式]

所以我们发现,其实在这里 [公式] 恒等于 [公式]

[公式]

基尔霍夫电压定律KVL可以知道,回路1和回路2,电灯Lamp1和Lamp2的压降就等于对应的电源的外电压:

[公式]

[公式]

那么现在回到题目中来,「公共部分(两个结合点之间)没有电流流过」的意思就是我们图中 [公式] 的特殊情况。那么什么时候 [公式] 才等于零呢?

很简单,那就是 [公式] 的时候, [公式] 就等于零了,那么就是题目中的「公共部分(两个结合点之间)没有电流流过」的时候了。

为了方便计算,我们把U1,U2,Lamp1的等效电阻R1,Lamp2的等效电阻R2,都带入好算的数值,那么就像上图中的答案一样。

[公式]

此时的 [公式] 就等于零,那么就是题目中「公共部分(两个结合点之间)没有电流流过」的特殊时刻。

当然,最简单的是U1=U2,R1=R2的时候,也有同样的结果。上图中我们故意把U1和U2取不同的值,是为了说明使用不同的电源,不同的灯泡的时候,也能达到「公共部分(两个结合点之间)没有电流流过」的目的。

我么再啰嗦一点,如果 [公式] 结果会是怎么样:

从上图中看出来了吗? [公式] 这个时候是 [公式] ,不是零。(为防杠精,补充一下,以上都是基于K1,K2都闭合的情况; [公式] 的方向也是会改变的,例如把上图中U1、U2,R1、R2数值互换)。

工程做多了,对于基础知识可能就淡忘了很多,的确容易犯「想当然」的错误。这个是我需要反思的地方。基础知识最重要,这个什么时候强调都不为过。

原答案就不删了,也是对自己的一个警醒,碰到问题还是要踏踏实实,实事求是地解决。

以下为原来回答。


图中有2个电源(电池),左边的电池控制右边的灯。相反,右边的电池控制左边的灯。那么,正常情况下是每一个灯有自己的回路,这时候两个电路是相互间没有任何关系的。

那么如果我们把两个电池的负极(俗称「地」,或者「GND」),短接在一起。那么就会发现,两个电池的「地」连在一起了,这时候叫做「共地」。所以原来需要各自有一根接地的线,变成了题目图中的一根「共地」线。

理想的「共地」就表示两个电源的「地」之间是没有电势差(电压)。而根据欧姆定律I=U/R,没有电势差U,当然不会有电流I。

所以题目中的「公共部分」,也就是上面我们说的「共地」,是不会有电流的。


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