电路基本定律(基尔霍夫定律)解读.ppt

电路基本定律-- 基尔霍夫定律 第3节 一、基本概念 二、电流定律KCL 三、电压定律KVL 比较以下两个电路的不同 1.电路中只有1个电源 1.电路中有2个电源 2.可以用电阻的串并联化简 2.不能用电阻的串并联化简 分析方法 分析方法 基尔霍夫简介 古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫 （Gustav Robert Kirchhoff，1824 —1887 ） 德国物理学家，柏林科学院院士 1847年发表的两个电路定律 （基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律）， 发展了欧姆定律，对电路理论有重大作用。 基尔霍夫电流定律 （Kirchhoff s Current Law，KCL） 基尔霍夫电压定律 （Kirchhoff s Voltage Law，KVL) 常用术语 一、复杂电路中的基本概念 2.节点：三条或三条以上支路的会聚的点。 1.支路：由一个或几个元件首尾相接构成的无分支电路。 右图中有 条支路： E1和R1串联构成一条支路 上图中A 和 B 为节点； 下图中 a为节点。 E2和R2串联构成一条支路 R3单独构成另一条支路 3 R1 E1 E2 R2 R3 A B I1 I2 I3 I4 I4 a 思考 同一支路中的电流有什么关系？ 3.回路：电路中从任一点出发，经过一定路径又回到该点形成的闭合路径。 考虑：图中共有 个回路，分别是： A B D M A A N C B A 3 M N C D M 一、复杂电路中的基本概念 R1 E1 E2 R2 R3 A B C D M N 4.网孔：最简单的、不可再分的回路。 思考 网孔和回路有什么关系？ 上述的回路中哪些是网孔？ 支路：由一个或几个元件串联组成的无分支电路。 1、支路：三条 节点：三条或三条以上支路的汇交点叫节点。 2、节点：b、e 回路：电路中任一闭合路径。 3、回路：abeda、 bcfeb、 abcfeda 网孔：内部不含有支路的回路。 4、网孔： abeda、 bcfeb 帮 助 回路：7个 节点：4个 支路：6条 网孔：3个 例1： 支路：ab、bc、ca、… （共6条） 节点：a、 b、c、d (共4个） a d b c E – + G R3 R4 R2 I2 I4 IG I1 I3 I R1 基尔霍夫电流定律(KCL定律) 1．定律 即: ?Ｉ入= ?Ｉ出 在任一瞬间，流向任一节点的电流等于流出该节点的电流。 对节点 a： I1+I2 = I3 b a + - U2 R2 + - R3 R1 U1 I1 I2 I3 （一）基尔霍夫电流定律（KCL） 1.内容：电路中任意一个节点上，在任意时刻，流入节电的 电流之和等于流出节点的电流之和。 2.表达式：根据右图写出节点电流定律的数学表达式 I1+I3=I2+I4+I5 变形得： I1+I3+(-I2)+(-I4)+(-I5)=0 如果规定流入节点的电流为正，流出节点的电流为负，则可得出下面的结论： 即：在任一电路的任一节电上，电流的代数和永远等于零。 ∑I=0 I1 I2 I3 I5 I4 a 【例1】如图所示电桥电路，已知I1 = 2A，I2 = -3A，I3 =- 2 A， 试求电流I4。 方法： 1、先确定各支路电流方向。 2、列写KCL方程。 3、有N个节点，可列出N个方程。 教学难点:式中括号外正负号是由基尔霍夫第一定律根据电流 的参考方向确定的，括号内数字前的负号则是表示实际电流方向和参考方向相反。 由基尔霍夫第一定律可知 代入已知值 可得： 电路如下图所示，求电流 。 A B 对A节点 因为 所以 同理，对B节点： 因为 也得 由此可知，没有构成闭合回路的单支路电流为零 1、电路如图所示，求I1、I2的大小。 3A 10A I1 I2 2A 10A 5A A B 试一试 基尔霍夫电流定律的应用 例：求电路中的电流I1和I2 3A 10A 5A 10A 2A I1 I2 分析： 电路中有两个节点，为A、B A B I1为节点A一支路电流，其它支路电流已知 I2为节点A一支路电流，其它支路电流已知 可以利用基尔霍夫电流定律求解 解： 对节点A I1=3A+10A+5A 对节点B 5A=I2+2A+10A =18A 整理： I2=5A-2A-10A =-7A 注意：应用基尔霍夫电流定律时必须首先假设电流的参考方向，若求出电流为负值，则说明该电流实际方向与假设的参考方向相反。 可知：I1的方向与参考方向相同， I2的实际方向是向下的 已知I1 = 25 mA，I3 = 16