1.1.3電路理論的建立
電力裝置的設(shè)計或運行都要進行計算，以了解設(shè)備上所需的電壓、電流，線路上各處信號的衰減、延遲、失真等現(xiàn)象。這些問題有一個共同的特點，就是需要采用簡捷的方法，獲得所需要的定量結(jié)果。允許有一些近似，而且也不必重新研究發(fā)生的物理過程和細節(jié)。
1826年，G.S.歐姆提出的歐姆定律就是一個典型的理論，其定律形式：e＝IR或U＝IR形式十分簡單，所討論的問題限于電流I及電動勢e或電壓u，導(dǎo)體的作用只用一個參量R代表，就可以求出電流I，而不去討論電池或?qū)w中發(fā)生的詳細物理過程。1832年J.亨利提出的電感系數(shù)L，也具有這樣的特點。他把線圈中發(fā)生的電磁感應(yīng)的復(fù)雜過程，用一個參數(shù)L表示，即磁通Φ＝Li，所以感應(yīng)電動勢為： U=Lie2 /2
在1778年，A.伏打就提出電容C的概念，導(dǎo)體上儲存電荷Q＝CU，而不必從整個靜電場去計算，即使在充放電過程中，也可以由i＝dq/dt＝Cdu/dt去分析電流與電壓的關(guān)系。當(dāng)然，RLC所代表的元件是理想的，各自反映了一種物理過程。但實際電氣元件的物理情況不難由RLC的適當(dāng)組合去近似地表示出來，這種組合人們稱之為“電路”。
電路是實際電氣器件的近似模型，反映了器件的主要性能。選定了等效的電路模型，進一步的問題就是如何才能夠計算電路中各處的電壓和電流了。這些關(guān)系是德國科學(xué)家基爾霍夫(Gustav Robert Kirch-hoff 1824～1887)1845年提提出的。他在深入地研究了G.S.歐姆等人的工作之后，提出了電路中兩條基本定律：
(1)電流定律－匯集到電路的一個節(jié)點上的各電流，其代數(shù)和必為零。
(2)電壓定律－沿著電路中的一個閉合回路上，電動勢的代數(shù)和必須等于電壓的代數(shù)和。
這是根據(jù)能量守恒原理得到的推論，因為各種電源的作用已經(jīng)由電動勢代表，線圈上的電磁感應(yīng)也只由其端上的電壓、電流表示為u＝Ldi/dt，元件外部僅剩下電壓和電流了。根據(jù)這兩條定律，可以列出有關(guān)電壓和電流的方程，聯(lián)立求解就可以算出回路中的電壓和電流。
1847年，基爾霍夫繼續(xù)發(fā)表了一篇重要的論文，證明在復(fù)雜的電路網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)前面兩條定律所能列出的獨立方程的個數(shù)，恰好等于支路的個數(shù)。因此如果電路中各電源的電動勢及各元件的參數(shù)已知，則列出的獨立方程能求解各支路電流。
按照實際器件建立電路模型，是重要的創(chuàng)造性的工作。英國W.湯姆遜就是這方面杰出的代表。1853年他采用RLC串聯(lián)的電路模型，分析了充有電荷的萊頓瓶放電過程，得出了過程中電流有往復(fù)振蕩和逐漸衰減的性質(zhì)，并計算出振蕩頻率與RLC參數(shù)的關(guān)系。他又在1855年采用電容與電阻的梯形電路，代表電纜上傳送信號的過程，得出了電報信號經(jīng)過長距離傳送所產(chǎn)生的衰減、延遲、失真等現(xiàn)象。1857年G.R.基爾霍夫研究了架空線路與電纜的差異，認識到架空線上的自感系數(shù)不能忽略，從而得出了完整的傳輸線的電壓及電流方程式，人們稱之為基爾霍夫方程。電路理論就這樣建立起來了。
電路理論至今仍然是我們進行建筑供電設(shè)計的理論依據(jù)，沒有純熟的電路計算知識，在供電設(shè)計中會遇到相當(dāng)大的困難。
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