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寻找电路电流的技巧

欧姆定律把电流、电压和电阻联系起来

我之前的一次出国旅行几乎以一场灾难告终。作为一个做事一丝不苟的人,我总是把护照放在身边。在你想知道之前,不,我没有丢失护照,而是丢失了入境卡,我应该在登机前把它交还给移民局。

我疯狂地找了30分钟,才在一堆收据中找到了这张纸条。我不知道它是如何在收据中结束的,也不知道我是如何最后花光了几乎所有的钱,导致了那一大堆收据。

值得庆幸的是,我不用经历移民局长达数小时的审讯。类似地,如果你忘记计算电路中的电流,你可能会遇到各种麻烦,特别是当它对设计的功能至关重要时。

用欧姆定律求电路中的电流

在讨论计算电流时,你不能不提到最基本的电子学定律:欧姆定律.欧姆定律表示电压、电流和电阻之间的关系。你们应该熟悉V = IR这个方程。

从公式中,你可以很容易地得到电流的值,用电压除以电阻,或者:

I = v / r。

这是你在绘制电路之前应该知道的基本电子学知识。当你有一个简单的电路,只有一个电压和电阻元件时,计算看起来很简单。在一个更复杂的电路中,您有一个串联和并联配置的巢,您将需要分析节点之间的电路。

分压器计算在确定两个节点之间的电压时很方便。它还有助于理解电流根据单个支路的电阻分成不同的支路。

电容器和电感电流计算“,

尽管欧姆定律很有用,但它只适用于电路中的电阻性负载。如果你有一个电容器和电感器,你将需要以不同的方式进行电路分析。在直流电路,当电压源为直流信号时,适用以下规则:

  • 所有电感器都短路。

  • 所有电容器都是开路的。

然而,当交流信号应用于电容器和电感器时,上述假设不再成立。

从正弦电压流过电容器的电流被存储为电荷,它由以下公式给出:

I = C (dv/dt)

从公式中可以看出,当施加交流电压时,电容器经历了一系列连续的充放电。

电容器在电路的顶部

电容在直流和交流分析中表现不同。

至于电感器的时,由于构件的特性,计算稍微复杂一些。电感器产生一个与电流相反的力,电流通过以下公式计算:

I = 1/L∫vdt

当您绘制电容器和电感的电流与电压的值时,您会注意到这两个参数彼此相差90度。

确定非线性电路的电流

忽视非线性分量的当前计算是错误的。电阻器、电容器和电感器是线性元件,这意味着产生的电流与施加的电压成比例。

非线性元件的I-V曲线是不成比例的,其中你不能用一个公式来确定电流的值。例如,当二极管上的电压小于正向电压(Vf)时,通过二极管的电流很小,因此二极管是非线性元件。当电压通过Vf时,正向电流急剧增加,它只受限于分量的最大极限。

非线性二极管

二极管是非线性元件,其中电流与施加的电压不成比例。

晶体管,压敏电阻,和稳压二极管是非线性组件的一些例子。当这些元件被放置在电路中时,你需要考虑非线性的I-V曲线将如何影响电流流向其他元件。

如果你在PCB上工作,了解通过电路的电流是很重要的。电流的大小将决定PCB迹线的厚度和宽度。在处理高功率设计时,这是至关重要的。

一套布局工具和分析选项从Cadence可以使您当前的任何设计挑战轻而易举。然而,手动计算电流可能很繁琐,即使是经验丰富的设计师也会犯错误。因此,如果您正在使用PCB软件,如OrCAD PCB Designer它配备了SPICE模拟器验证计算将使误差最小化。

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