基尔霍夫定律 (2).ppt

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1、第一节基尔霍夫定律第一节基尔霍夫定律二、基尔霍夫电流定律二、基尔霍夫电流定律(节点电流定律节点电流定律)三、基尔霍夫电压定律三、基尔霍夫电压定律(回路电压定律回路电压定律)图图 3-1常用电路名词的说明常用电路名词的说明 以图以图 3 - - 1 所示电路为例说明常用电路名词。所示电路为例说明常用电路名词。 1. .支路支路：电路中具有两个端钮且通过同一电流的无分支：电路中具有两个端钮且通过同一电流的无分支电路。如图电路。如图 3 - - 1 电路中的电路中的 ED、AB、FC 均为支路，该电路均为支路，该电路的支路数目为的支路数目为 b = 3。2. .节点节点：电路中三条或三：电路中三条或

2、三条以上支路的连接点。如图条以上支路的连接点。如图 3 - 1电路的节点为电路的节点为 A、B 两点，两点，该电路的节点数目为该电路的节点数目为 n = 2 。3回路回路：电路中任一闭合的路径。如图：电路中任一闭合的路径。如图 3-1 电路中的电路中的 CDEFC、AFCBA、EABDE 路径均为回路，该电路的回路数目路径均为回路，该电路的回路数目为为 l = 3。 4网孔网孔：不含有分支的闭：不含有分支的闭合回路。如图合回路。如图 3-1 电路中的电路中的AFCBA、EABDE 回路均为网回路均为网孔，该电路的网孔数目为孔，该电路的网孔数目为 m = 2。 5网络网络：在电路分析范：在电路分

3、析范围内网络是指包含较多元件的围内网络是指包含较多元件的电路。电路。图图 3-1常用电路名词的说明常用电路名词的说明 二、基尔霍夫电流定律二、基尔霍夫电流定律( (节点电流定律节点电流定律) ) 1. .电流定律电流定律( (KCL) )内容内容 图图 3-2 电流定律的举例说明电流定律的举例说明 电流定律的第一种表述电流定律的第一种表述：在：在任何时刻，电路中流入任一节点任何时刻，电路中流入任一节点中的电流之和，恒等于从该节点中的电流之和，恒等于从该节点流出的电流之和，即流出的电流之和，即 I流入流入 I流出流出例如图例如图 3-2 中，在节点中，在节点 A 上：上： I1I3 I2I4I5

4、电流定律的第二种表述电流定律的第二种表述：在任何时刻，电路中任一节点上的：在任何时刻，电路中任一节点上的各支路电流代数和恒等各支路电流代数和恒等 于零，即于零，即 I 0。 一般可在流入节点的电流一般可在流入节点的电流前面取前面取“ ”号，在流出节点的电号，在流出节点的电流前面取流前面取“- -”号，反之亦可。例号，反之亦可。例如图如图 3-2 中，在节点中，在节点 A 上：上：I1 - - I2 I3 - - I4 - - I5 0图图 3-2电流定律的举例说明电流定律的举例说明 在使用电流定律时，必须注意：在使用电流定律时，必须注意：( (1) ) 对于含有对于含有 n 个节点的电路，只能

5、列出个节点的电路，只能列出 ( (n - - 1) ) 个独立的电个独立的电流方程。流方程。( (2) ) 列节点电流方程时，只需考虑电流的参考方向，然后再带列节点电流方程时，只需考虑电流的参考方向，然后再带入电流的数值。入电流的数值。为分析电路的方便，通常需要在所研究的一段电路中事先为分析电路的方便，通常需要在所研究的一段电路中事先选选定定( (即即假定假定) )电流电流流动的方向，叫做流动的方向，叫做电流的参考方向电流的参考方向，通常用，通常用“”号表示。号表示。电流的电流的实际方向实际方向可根据数值的正、负来判断，当可根据数值的正、负来判断，当 I 0时，表时，表明电流的实际方向与所标定

6、的参考方向一致；当明电流的实际方向与所标定的参考方向一致；当 I 0 时，则表明时，则表明电流的实际方向与所标定的参考方向相反。电流的实际方向与所标定的参考方向相反。( (1) )对于电路中任意假设的封闭面来说对于电路中任意假设的封闭面来说,电流定律仍然成立。如电流定律仍然成立。如图图 3-3 中，对于封闭面中，对于封闭面 S 来说，有来说，有 I1 + I2 = I3 。 图图 3-4 电流定律的应用举例电流定律的应用举例( (2) ) 图图 3-3电流定律的应用举例电流定律的应用举例( (1) ) ( (2) )对于网络对于网络 ( (电路电路) )之间的电流关系，仍然可由电流定律判定。之

7、间的电流关系，仍然可由电流定律判定。如图如图 3-4 中，流入电路中，流入电路 B 中的电流必等于从该电路中流出的电流。中的电流必等于从该电路中流出的电流。2. KCL的应用举例的应用举例 ( (3) )若两个网络之间只有一若两个网络之间只有一根导线相连根导线相连，那么这根导线中一那么这根导线中一定没有电流通过。定没有电流通过。( (4) )若一个网络只有一根导若一个网络只有一根导线与地相连，那么这根导线中一线与地相连，那么这根导线中一定没有电流通过。定没有电流通过。【例【例3-1】如图】如图 3-5 所示电桥电路，已知所示电桥电路，已知 I1 = 25 mA，I3 = 16 mA，I4 =

8、12 mA，试求其余电阻中的电流，试求其余电阻中的电流 I2、 I5、I6。 图图 3-5例题例题 3-1 解：解：说明：电流说明：电流 I2 与与 I5 均为正数，表明它们的实际方向与图中均为正数，表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相同，所标定的参考方向相同，I6 为负数，表明它的实际方向与图中为负数，表明它的实际方向与图中所标定的参考方向相反。所标定的参考方向相反。在节点在节点 a 上：上：I1 = I2 + I3，则，则 I2 = I1- - I3 = (25 - - 16) mA = 9 mA在节点在节点 d 上：上：I1 = I4 + I5，则，则 I5 = I1 - - I4

9、 = (25 - - 12) mA = 13 mA在节点在节点 b 上：上：I2 = I6 + I5，则，则I 6 = I2 - - I5 = (9 - - 13) mA = - -4 mA三、基尔霍夫电压定律三、基尔霍夫电压定律( (回路电压定律回路电压定律) ) 1. 电压定律电压定律( (KVL) )内容内容 在任何时刻，沿着电路中的在任何时刻，沿着电路中的任一回路绕行方向，回路中各段任一回路绕行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零，即电压的代数和恒等于零，即 0 U如图如图 3-6 电路说明基夫尔霍电路说明基夫尔霍电压定律。电压定律。图图 3-6电压定律的举例说明电压定律的举例说明 沿

10、着回路沿着回路 abcdea 绕行方向，有绕行方向，有 Uac = Uab + Ubc = R1I1 + E1， Uce = Ucd + Ude = - -R2I2 - - E2， Uea = R3I3， 则则 Uac + Uce + Uea = 0即即 R1I1 + E1 - - R2I2 - - E2 + R3I3 = 0上式也可写成上式也可写成R1I1 - - R2I2 + R3I3 = - - E1 + E2对于电阻电路来说，任何时刻，在任一闭合回路中，各段电对于电阻电路来说，任何时刻，在任一闭合回路中，各段电阻上的电压降代数和等于各电源电动势的代数和，即阻上的电压降代数和等于各电源电

11、动势的代数和，即 ERI( (1) ) 标出各支路电流的参考方向并选择回路绕行方向标出各支路电流的参考方向并选择回路绕行方向( (既既可沿可沿着顺时针方向绕行，也可沿着逆时针方向绕行着顺时针方向绕行，也可沿着逆时针方向绕行) )；( (2) ) 电阻元件的端电压为电阻元件的端电压为 RI，当电流，当电流 I 的参考方向与回路的参考方向与回路绕行方向一致时，选取绕行方向一致时，选取“+”号；反之，选取号；反之，选取“- -”号；号；( (3) ) 电源电动势为电源电动势为 E，当电源电动势的标定方向与回路绕行，当电源电动势的标定方向与回路绕行方向一致时，选取方向一致时，选取“+”号，反之应选取号，反之应选取“- -”号。号。 2利用利用 RI = E 列回路电压方程的原则列回路电压方程的原则