汽车电工电子基础电子教案9基尔霍夫定律.docVIP

课题一

直流电路基础知识

教案编号

9

模块五

基尔霍夫定律

课时数

2

教学目标

?【知识目标】

理解支路、节点、回路、网孔等基本概念；

掌握基尔霍夫两定律所阐述的内容；

应用基尔霍夫两定律进行计算。

?【技能目标】

会利用基尔霍夫定律分析电路。

?【情感目标】

培养学生学习电路的兴趣和严谨认真的品格。

教学

重点

基尔霍夫两定律所阐述的内容。

难点

利用基尔霍夫定律分析电路。

课前

准备

教师

万用表1台，手电筒套件3套。

学生

预习基尔霍夫定律。

教学方法

①讲授法

②比较分析、发现法

③视频演示法

作业布置

简述支路、节点、回路、网孔的概念。

教学反思

学生已具备了一定的串并联电路分析能力。通过讲解学生能基本理解基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律，通过动手测量三个手电筒电路混联后各自路的电流和各回路的电压，进一步验证定律的正确性。后续应让学生观看基尔霍夫定律的学习视频，加强动手，进一步深入理解掌握知识，进一步培养兴趣。

教学内容或教学过程

教学设计

意图

一、课程思政三分钟

让学生观看一段演讲视频《后浪》。

新课导入

简单的串并联电路大家会用欧姆定律进行分析，如果电路混联较复杂，仅用欧姆定律很难进行电路定量分析，怎么办呢？今天带大家学习利用基尔霍夫定律分析复杂电路的知识。

三、新课讲授

1.基尔霍夫电流定律

（1）内容：任何节点上都不可能有电荷的积累，所以在任何时刻流入节点的电流之和一定等于流出节点的电流之和。

（2）公式：

图1-61电流定律举例说明

在图1-61所示假设的电流参考方向下，对于节点A，可得三条支路电流的关系为I1+

I2=I3或I1+I2-I3=0

通常规定流入节点的电流为正电流，流出节点的电流为负，则基尔霍夫电流定律也可以写成

（1-29）

因此，对于图1-61中在节点A,有I1+I3-I2-I4-I5=0

上式表明，任何时刻，在电路的任一节点上，所有支路的电流代数和为零，这就是基尔霍夫电流定律。

重要提示：

只能对流过同一节点(包括广义节点)的各支路电流列节点电流方程，列节点电流方程时，首先假设未知电流的参考方向，并且标注在电路图上。计算结果为正值，表明该支路电流实际方向与参考方向相同；计算结果为负值，表明该支路电流实际方向与参考方向相反。

〔例1〕如图1-64所示电桥电路，已知R1上电流

I1=40mA，R2上电流I2=15mA，R3上电流I3=5mA，求其余电阻上的电流。

图1-64

解：

先任意标定未知电流I4、I5、I6的参考方向，如图1-64中箭头所示。

在节点a应用基尔霍夫电流定律，列节点电流方程为

求出(方向如图)

同理，在节点d、c应用基尔霍夫电流定律，列节点电流方程为

节点d有：

节点c有：

于是可得

I5、I6的实际电流方向与参考方向相反。

2.基尔霍夫电压定律（KVL定律）

（1）内容：基尔霍夫电压定律又叫做回路电压定律、基尔霍夫第二定律，它说明一个闭合回路中各部分电压间的关系。它指出：在任一时刻，对任一闭合回路，各段电压的代数和等于零。

（2）公式：

图1-65基尔霍夫电压定律

图1-65所示为某一复杂电路中的一个闭合回路，先对回路任意指定一个绕行方向，如图虚线箭头所示。凡元件的电压参考方向与绕行方向一致（电阻电压的参考方向从“+”极到“-”极），该电压取“+”，反之取“-”。根据基尔霍夫电压定律，可得

其中

代入得回路电压方程

因此，列回路电压方程的步骤如下:

(1)任意假设各支路电流的参考方向和回路的绕行方向。

(2)确定电阻电压降的符号。当电流的参考方向与选定的绕行方向相同时，电阻压降取正值，反之取负值。

(3)确定电源电动势的符号。通常把电动势作为电压来处理，当选定的绕行方向与电动势的方向(由电源负极指向电源正极)相反时，电动势取正值，反之取负值。

〔例2〕在图1-68所示的电桥电路中，已知I1=25mA,I3=16mA,I4=12mA，求其余各支路中的电流值。

图1-68〔例1-20〕图

解：

任意标出未知电流I2、I5和I6的参考方向，如图所示。应用基尔霍夫电流定律，在节点A列出电流方程

可求出

应用基尔霍夫电流定律，分别在节点B及节点C列出节点电流方程

可以求出