《基尔霍夫电流电压定律课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基尔霍夫电流电压定律课件（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电工技术基础与技能(电类专业通用),任务二 直流电路基本定律应用知识链接三 基尔霍夫定律,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,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,M N C D M,一、复杂电路中的基本概念,A,B,C
2、,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？,基尔霍夫(kirchhoff )简介 基尔霍夫（1824-1887）是德国著名物理学家，化学家，天文家。他在21岁上大学期间得出基尔霍夫定律。其后于一位化学家共同创立光谱分析学，贡献卓著。,二、基尔霍夫定律 (kirchhoff law),基尔霍夫定律,基尔霍夫电流定律,基尔霍夫电压定律,(KCL),(KVL),（1）、基尔霍夫电流定律,（又叫节点电流定律KCL）,1、内容：,第一种表述：电路中任意节点上，在任一时刻，流入该节点的电流之和，恒等于流出该节点的电流之和， 即 I入 I出,在
3、节点A上： I1I3 I2I4I5,电流定律的第二种表述：在任何时刻，电路中任一节点上的各支路电流代数和恒等于零，即 I 0。,在节点A上：I1 I2 I3 I4 I5 0,如果规定以流入节点的电流前面取“”号，在流出节点的电流前面取“”号，反之亦可。,2、使用注意事项：,(1) 对于含有n个节点的电路，只能列出(n 1)个独立的电流方程。,(2) 列节点电流方程时，只需考虑电流的参考方向，然后再代入电流的数值。,为分析电路的方便，通常需要在所研究的一段电路中事先选定(即假定)电流流动的方向，叫做电流的参考方向，通常用“”号表示。,电流的实际方向可根据数值的正、负来判断，当I 0时，表明电流的
4、实际方向与所标定的参考方向一致；当I 0时，则表明电流的实际方向与所标定的参考方向相反。,3、基尔霍夫电流定律的推广及应用：,(1)对于电路中任意假设的封闭面来说,电流定律仍然成立。,图3-4 电流定律的应用举例(2),图3-3 电流定律的应用举例(1),(2)对于网络 (电路)之间的电流关系，仍然可由电流定律判定。,如图3-3中，对于封闭面S来说，有I1 + I2 = I3 。,如图3-4中，流入电路B中的电流必等于从该电路中流出的电流。,基尔霍夫电流定律的应用,例1：求电路中的电流I1和I2,I1,I2,分析：,电路中有两个节点，为A、B,I1为节点A一支路电流，其它支路电流已知,I2为节
5、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,例2：如图所示电桥电路，已知I1 = 25 mA，I3 = 16 mA，I4 = 12 A，试求其余电阻中的电流I2、I5、I6。,例3: 电路如图所示，已知I1= 1A, I2=2A, I4=4A, I5= 5A, 求其余所有
6、支路电流。,解: 该电路图中共有5个节点，应用KCL求取各支路电流。,节点a,节点b,节点c,节点d,例4： 如图，已知mA，3mA，mA， 求 其余各电阻中的电流。,解:,应用基尔霍夫电流定律列出节点电流方程式： ,先任意标定未知电流、的方向，如图所示。,求得其中的值是负的，表示的实际方向与标定的方向相反。,（二）、基尔霍夫电压定律（回路电压定律） （Kirchhoffs Voltage Law，简写为KVL）,如图：,以点为起点：,一：回路绕行方向（可以任意选择）二：注意方程中的正、负取值。沿着回路绕行方向，电源的电压由高电位指向低电位时，电压取正，反之取负。三：沿着回路绕行方向，电阻上的
7、电流参考方向与绕行方向一致时，电阻电压降取正值。,在任一时刻，沿闭合回路所有支路的电压降的代数和恒等于零，即,I1,I2,I3,a,b,c,d,设三个回路的绕行方向均为顺时针方向，则回路电压方程分别为：,对于adcba回路：,R1,R2,1,2,R3,对于abcea回路：,e,对于adcea回路：,注意： 在选取回路时也要注意它们的独立性。上面三个方程式中只有两个是独立的，因为它们中的任意两个方程式相加减，均可以得出第三个方程式。 在一般情况下，基尔霍夫第二定律能提供的独立回路方程数 L 等于电路支路数m与独立节点数（n1）的差，即 L=m(n1)。 也就是说n个节点可建立（n1）个独立电流方
8、程，其余的独立方程则由基尔霍夫第二定律给出。,三 支路电流法利用“KVLKCL两个定律求解复杂电路的一种解题方法解题步骤：,1. 设定各支路电流方向和各回路绕行方向2. 根据节点电流定律列出（n1）个节点电流方程，n为节点数3. 根据回路电压定律列出（mn+1）个独立回路电压方程，每一方程中含有不同于其它回路电压方程的新的支路。m为支路数4. 求解方程并检验。（负号表示与假设方向相反）,注：回路独立方程的一般根据网孔回路列出,例：如图所示是两个电源并联对负载供电的电路。 I1 = 4A，I3 = -1 A，R1 = 12 ，R2 = 3 ，R3 = 6 。求各支路电流 I2和电源电动势E1、E
9、2。,解：据节点电流定律可得I3 = I1 + I2可求出 I2 = I3 I1 = -5A在回路E2- R3- R2- E2中，据回路电压定律可得E2 = I2R2+ I3R3,可求出 E2 = I2R2+ I3R3= 53 + (-1) 6 = 9V在回路E1- R1- R3- E1中，据回路电压定律可得E1= I1R1 + I3R3 可求出 E1 = I1R1 + I3R3= 412+（-1）6= 42V,例: 如图所示电路中，R1=1，R2=2，R4=4，R5=5，R6=6，US3=2v，I2=1A，I4=1.5A，I5=2A，求US1，US2和R3。,解: 根据KCL 列出节点电流方
10、程式由节点b,由节点c,由节点a,根据KVL 列出回路电压方程式,由回路abda,由回路cbdc,由回路abca,所以,例：如图所示电路，已知U1=10V，R1=2，R2=4，R3=5 ，US2=4V，US3=20V，求cd两点间开路电压Ucd。,R1,R2,R3,US2,US3,+,+,U1,Ucd,+,c,d,a,b,e,f,I1,解：由于cd间开路，所以US3和R3中无电流通过。仅aefba回路中有电流。由KVL有,所以,对于回路cdfec，由KVL有,所以,由于R3中无电流， Udf=0，d、f两点电位相等,练习：如图1所示电路为复杂电路的3个支路。设已知US1=2V，US2=6V，US3=4V， R1=1.5，R2=1.6，R3=1.2，I1=1A， I2=3A。求I3、Uab、Ubc和Ucd。,
