第一章电路元件和电路定律2介绍.ppt

1.8 基尔霍夫定律 基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律 (KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)。它反映了电路中所有支路电压和电流所遵循的基本规律，是分析集总参数电路的基本定律。基尔霍夫定律与元件特性构成了电路分析的基础。 + _ R1 uS1 + _ uS2 R2 R3 1. 几个名词 电路中通过同一电流的分支( b) b = 3 （1）支路 电路中每一个两端元件就叫一条支路(b) i3 i2 i1 b = 5 支路的连接点称为结点。( n ) b = 3 a n = 2 b + _ R1 uS1 + _ uS2 R2 R3 i3 i2 i1 (2) 结点 由支路组成的闭合路径。( l ) 两结点间的一条通路。由支路构成。 对平面电路，其内部不含任何支路的回路(自然孔)称网孔。 l = 3 + _ R1 uS1 + _ uS2 R2 R3 1 2 3 (3) 路径 (4) 回路 (5) 网孔 网孔是回路，但回路不一定是网孔 2. 基尔霍夫电流定律 (KCL) 令流出为“+”，有： 例 在集总电路中，任意时刻，对任一结点，所有流出结点的支路电流的代数和恒等于零。 流进的电流等于流出的电流 1 3 2 例 三式相加得： 说明KCL可推广应用于电路中包围多个结点的任一闭合面。 表明 （1） KCL是电荷守恒和电流连续性原理在电路中任 意结点处的反映。 （2） KCL在支路电流之间施加的线性约束关系，与支 路上接的元件性质无关，与元件是线性还是非线 性的，时变还是非时变无关。 （2）选定回路绕行方向 –U1–US1+U2+U3+U4+US4= 0 3. 基尔霍夫电压定律 (KVL) 在集总电路中，任一时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零。 I1 + US1 R1 I4 _ + US4 R4 I3 R3 R2 I2 _ U3 U1 U2 U4 （1）指定元件参考方向 U2+U3+U4+US4=U1+US1 或： –R1I1+R2I2–R3I3+R4I4=US1–US4 例 KVL也适用于电路中任一假想的回路 a Us b _ _ - + + + U2 U1 表明 （1） KVL的实质反映了电路遵从能量守恒定律; （2） KVL对支路电压施加约束，与各支路上接的元件性质 无关，与元件是线性还是非线性无关。 Uab 4. KCL、KVL小结 (1) KCL是对支路电流的线性约束，KVL是对支路电压的线性约束。 (2) KCL、KVL与组成支路的元件性质及参数无关。 (3) KCL表明在每一结点上电荷是守恒的；KVL是能量守恒的具体体现(电压与路径无关)。 (4) KCL、KVL只适用于集总参数的电路。 1. 2. + - 4V + 5V - i =? 3. 3? + + - - - 4V 5V 1A + - u =? 4. 3? + _ Us1 + _ Us2 + _ U3 + _ U2 + _ U1 R1 R3 R2 I3 I2 ① ② 例5: R1=1Ω , R2=2Ω , R3=3Ω , Us1=3V, Us2=1V。求U1 Ⅰ Ⅱ － Us1＋ U3＋U1 ＝0， U3 ＝ Us1 － U1 ＝3－ U1 对于回路Ⅰ应用KVL，有 对于回路Ⅱ应用KVL，有 － U1＋ U2＋Us2 ＝0， U2 ＝ U1 － Us2 ＝ U1 － 1 + _ Us1 + _ Us2 + _ U3 + _ U2 + _ U1 R1 R3 R2 I3 I2 ① ② Ⅰ Ⅱ I1＋ I2-I3 ＝0， 对于结点Ⅰ应用KCL，有 U1/ R1 ＋ U2/ R2 – U3/ R3 ＝0 解 a + + - － ?I1 U=? 6. R2 I1 R1 US 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 电压参考方向的三种表示方式： (1) 用箭头表示 (2) 用正负极性表示 (3) 用双下标表示 U U + A B UAB A A B B 元件或支路的u，i 采用相同的参考方向称之为 关联参考方向。反之，称为非关联参考方向。 关联参考方向 非关联参考方向 3. 关联参考方