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米尔曼定理

在米尔曼定理中,电路被重新绘制为分支的并行网络,每个分支包含一个电阻器或串联电池/电阻器组合。米尔曼定理仅适用于那些可以相应地重新绘制的电路。再次,是我们用于最后两种分析方法的示例电路:

这是相同的电路,为了应用米尔曼定理而重新绘制:

通过考虑每个分支内的电源电压和每个分支内的电阻,米尔曼定理将告诉我们所有分支上的电压。请注意,我已将最右侧分支中的电池标记为“B3”,以明确表示它位于第三个分支中,即使电路中没有“B2”!

米尔曼定理方程

米尔曼定理只不过是一个长方程,适用于任何作为一组并联支路绘制的电路,每个支路都有自己的电压源和串联电阻:

将示例电路中的实际电压和电阻值替换为该等式的变量项,我们得到以下表达式:

8 伏的最终答案是跨所有并联支路看到的电压,如下所示:

米尔曼定理中所有电压的极性都参考同一个点。在上面的示例电路中,我使用并联电路的底部导线作为参考点,因此每个分支内的电压(R1 分支为 28,R2 分支为 0,R3 分支为 7)被插入到方程为正数。同样,当答案为 8 伏(正)时,这意味着电路的顶部导线相对于底部导线(原始参考点)为正。如果两个电池都反向连接(负极朝上,正极朝下),则将支路 1 的电压输入公式为 -28 伏,将支路 3 的电压输入为 -7 伏,结果为 - 8 伏特会告诉我们顶部电线相对于底部电线(我们的初始参考点)为负。

解决电阻压降

为了解决电阻压降,必须将 Millman 电压(跨并联网络)与每个支路内的电压源进行比较,使用串联添加电压的原理来确定每个电阻上电压的大小和极性:

解决支路电流

为了解决支路电流,每个电阻压降可以除以各自的电阻(I=E/R):

确定电流方向

通过每个电阻的电流方向由每个电阻的极性决定,不是 由每个电池的极性决定,因为电流可以通过电池强制返回,就像示例电路中的 B3 的情况一样。记住这一点很重要,因为米尔曼定理不像分支电流或网格电流方法那样提供“错误”电流方向的直接指示。您必须密切注意基尔霍夫电压定律给出的电阻压降的极性,从而确定电流方向。

米尔曼定理对于确定一组并联支路的电压非常方便,其中存在足够的电压源以排除通过常规串并联减少方法的解决方案。它也很容易,因为它不需要使用联立方程。但是,它的局限性在于它仅适用于可以重新绘制以适应这种形式的电路。例如,它不能用于解决不平衡的桥式电路。而且,即使在可以应用米尔曼定理的情况下,单个电阻电压降的解决方案对某些人来说可能有点令人生畏,米尔曼定理方程只提供了一个分支电压的数字。

正如您将看到的,每种网络分析方法都有自己的优点和缺点。每种方法都是一种工具,没有适合所有工作的工具。然而,熟练的技术人员在他或她的脑海中携带这些方法,就像机械师在他或她的工具箱中携带一套工具一样。您为自己配备的工具越多,您就可以更好地应对任何可能发生的情况。

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