我們用偏導數分析並聯電路(並聯電阻)的基本特性

2021-01-09 電子通信和數學

偏導數是多元微積分中最基礎的內容,但也特別實用,如下就是在電子電路中的一個巧妙應用

首先來回顧下偏導數的定義

定義對於X的偏導數

豎直平面y=y0割曲面Z=f(x,y)得到曲線z=f(x,y0),這條曲線是在平面y=y0內函數z=f(x,y0)的圖形,它的水平坐標是x,豎直坐標是z,我們定義f在點(x0,y0)對x的偏導數是f(x,y0)在點x=x0對於x的普通導數

定義對於y的偏導數

那麼在點(x0,y0)對於y的偏導數的定義類似於f對於x的偏導數,這時我們把x固定在x0的值,而取f(x0,y)在y0對於y的普通導數

我們都知道並並聯聯電阻的公式:如下R1,R2,R3歐姆的電阻並聯成R歐姆的電阻,R值就是

現在我們想知道這三個電阻當中任意一個阻值的變化會對總電阻R產生什麼樣的影響,比如R2變化時,它對R的影響就要用到偏導數的基本知識

同理對於R1,R3,其結果就是(R/R1)^2,(R/R3)^2

假設R1=30,R2=45,R3=90時,總電阻R=15

所以R相對於R2的變化率就是1/9

這裡有一個非常重要的結論:因為這個三個電阻對總電阻的變化率是(R/R1)^2,(R/R2)^2,(R/R3)^2,總的R不變時,R1,R2,R3中越小的對總電阻R影響越大,R1,R2,R3中越大的對總電阻R影響越小。所以設計電路的朋友要特別注意。

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