基尔霍夫定律
1.支路 (Branch)—— 无分支的一段电路。支路中各处电流相等,称为支路电流。
2.节点 (Node)—— 三条或三条以上支路的联接点。
3.回路 (Loop)—— 由一条或多条支路所组成的闭合电路。
右图中有三条支路,ab,acb和 adb;
两个节点,a和 b;
三个回路,adbca,abca和 abda。
上一页 下一页 返 回一,基尔霍夫电流定律( KCL)
1,KCL定律:
描述 1,对任何结点,在任一瞬间,流入节点的电流等于由节点流出的电流。 I入 =I出基氏电流定律的 依据,电流的连续性
I =0即,
I1
I2
I3I
4
4231 IIII
或:
04231 IIII
设:流入结点为正,流出结点为负。
描述 2,在任一瞬间,一个节点上电流的代数和为 0。 ∑I=0
在图 1所示的电路中,对节点 a可以写出:
I1+I2=I3
或将上式改写成:
I1+I2-I3=0
即
I=0
上一页 下一页 返 回图 1
例 1 图 2所示的闭合面包围的是一个三角形电路,它有三个节点。求流入闭合面的电流 IA,IB,IC之和是多少?
图 2 基尔霍夫电流定律 应用于闭合面上一页 下一页 返 回解,应用基尔霍夫电流定律可列出
IA=IAB-ICA
IB=IBC-IAB
IC=ICA-IBC
上列三式相加可得
IA+IB+IC=0或
I=0
可见,在任一瞬时,通过任一闭合面的电流的代数和也恒等于零。
2,KCL定律的推广应用由上面的例子,可知:
节点电流定律不仅适用于节点,还可推广应用到某个封闭面。
◆ 注意:
对已知电流,一般按实际方向标示;
对未知电流,可任意设定方向,由计算结果确定 未知电流的方向,即正值时,实际方向与假定方向一致,负值时,则相反。
例 2 一个晶体三极管有三个电极,各极电流的方向如图 3所示。各极电流关系如何?
图 3 晶体管电流流向图上一页 下一页 返 回解,晶体管可看成一个闭合面,则:
IE=IB+IC
例 3 两个电气系统若用两根导线联接,如图 4 (a)所示,电流 I1和 I2的关系如何?若用一根导线联接,如图 4 (b)所示,电流 I是否为零?
图 4 两个电气系统联接图上一页 下一页 返 回解,将 A电气系统视为一个广义节点,则对图 4(a),I1=I2
对图 4(b),I= 0
二、基尔霍夫电压定律( KVL)
对电路中的任一回路,沿任意循行方向的各段电压的代数和等于零。
即:
IRE
即:
0 U
在任一回路的 循行方向 上,电动势的代数和等于电阻上电压降的代数和。
E,U和 IR与 循行方向 相同为正,反之为负。
1,KVL定律以图 5所示的回路 adbca为例,图中电源电动势、电流和各段电压的正方向均已标出。按照虚线所示方向循行一周,根据电压的正方向可列出:
U1+U4=U2+U3
或将上式改写为:
U1-U2-U3+U4=0
即?U=0
上一页 下一页 返 回在任一瞬时,沿任一回路循行方向(顺时针方向或逆时针方向),回路中各段电压的代数和恒等于零。如果规定电位升取正号,则电位降就取负号。
图 5
图 5所示的 adbca回路是由电源电动势和电阻构成的,上式可改写为:
E1-E2-I1R1+I2R2=0
或 E1-E2=I1R1-I2R2
即?E=?(IR)
上一页 下一页 返 回图 5
图 6
上一页 下一页 返 回
2、基尔霍夫电压定律的推广应用对图 6(a)所示电路(各支路的元件是任意的)
可列出
U=UAB-UA+UB=0
或 UAB=UA-UB
对图 6(b)的电路可列出
U=E-IR0
列电路的电压与电流关系方程时,不论是应用基尔霍夫定律或欧姆定律,首先都要在电路图上标出电流、电压或电动势的正方向。
上一页 下一页 返 回例 4 在图 7所示电路中,已知 U1=10V,E1=4V,E2=2V,R1=4?,R2=2?,
R3=5?,1,2两点间处于开路状态,试计算开路电压 U2。
A124 104RR UEI
21
11
上一页 下一页 返 回解,对左回路应用基尔霍夫电压定律列出:
E1=I(R1+R2)+U1
得再对右回路列出:
E1-E2=IR1+U2
得 U2=E1-E2-IR1=4-2-(-1)× 4=6V 图 7
1、支路:电路中流过同一电流的每一个分支
2、节点:电路中三条或三条以上支路的连接点。
3、回路:电路中任一闭合路径,回路内不含支路的回路叫网孔。
4、KCL定律内容:
表述1:在任一时刻,流入某一节点的电流之和等于从该节点流出的电流之和。表达式为 ∑I入= ∑I出表述2:在任一时刻,流入(或流出)电路中任一节点的各电流的代数和等于零。表达式为 ∑I= 0
5、KCL定律可应用于电路中任一假设的封闭面。
6、KVL定律内容:
表述1:在任一时刻,沿闭合回路绕行一周,各段电压的代数和等于零,表达式为,∑U= 0
表述2:在任一时刻,沿任一回路绕行一周,各电阻上电压的代数的和等于各电动势的代数和。表达式为 ∑IR= ∑E
小结:
1.支路 (Branch)—— 无分支的一段电路。支路中各处电流相等,称为支路电流。
2.节点 (Node)—— 三条或三条以上支路的联接点。
3.回路 (Loop)—— 由一条或多条支路所组成的闭合电路。
右图中有三条支路,ab,acb和 adb;
两个节点,a和 b;
三个回路,adbca,abca和 abda。
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1,KCL定律:
描述 1,对任何结点,在任一瞬间,流入节点的电流等于由节点流出的电流。 I入 =I出基氏电流定律的 依据,电流的连续性
I =0即,
I1
I2
I3I
4
4231 IIII
或:
04231 IIII
设:流入结点为正,流出结点为负。
描述 2,在任一瞬间,一个节点上电流的代数和为 0。 ∑I=0
在图 1所示的电路中,对节点 a可以写出:
I1+I2=I3
或将上式改写成:
I1+I2-I3=0
即
I=0
上一页 下一页 返 回图 1
例 1 图 2所示的闭合面包围的是一个三角形电路,它有三个节点。求流入闭合面的电流 IA,IB,IC之和是多少?
图 2 基尔霍夫电流定律 应用于闭合面上一页 下一页 返 回解,应用基尔霍夫电流定律可列出
IA=IAB-ICA
IB=IBC-IAB
IC=ICA-IBC
上列三式相加可得
IA+IB+IC=0或
I=0
可见,在任一瞬时,通过任一闭合面的电流的代数和也恒等于零。
2,KCL定律的推广应用由上面的例子,可知:
节点电流定律不仅适用于节点,还可推广应用到某个封闭面。
◆ 注意:
对已知电流,一般按实际方向标示;
对未知电流,可任意设定方向,由计算结果确定 未知电流的方向,即正值时,实际方向与假定方向一致,负值时,则相反。
例 2 一个晶体三极管有三个电极,各极电流的方向如图 3所示。各极电流关系如何?
图 3 晶体管电流流向图上一页 下一页 返 回解,晶体管可看成一个闭合面,则:
IE=IB+IC
例 3 两个电气系统若用两根导线联接,如图 4 (a)所示,电流 I1和 I2的关系如何?若用一根导线联接,如图 4 (b)所示,电流 I是否为零?
图 4 两个电气系统联接图上一页 下一页 返 回解,将 A电气系统视为一个广义节点,则对图 4(a),I1=I2
对图 4(b),I= 0
二、基尔霍夫电压定律( KVL)
对电路中的任一回路,沿任意循行方向的各段电压的代数和等于零。
即:
IRE
即:
0 U
在任一回路的 循行方向 上,电动势的代数和等于电阻上电压降的代数和。
E,U和 IR与 循行方向 相同为正,反之为负。
1,KVL定律以图 5所示的回路 adbca为例,图中电源电动势、电流和各段电压的正方向均已标出。按照虚线所示方向循行一周,根据电压的正方向可列出:
U1+U4=U2+U3
或将上式改写为:
U1-U2-U3+U4=0
即?U=0
上一页 下一页 返 回在任一瞬时,沿任一回路循行方向(顺时针方向或逆时针方向),回路中各段电压的代数和恒等于零。如果规定电位升取正号,则电位降就取负号。
图 5
图 5所示的 adbca回路是由电源电动势和电阻构成的,上式可改写为:
E1-E2-I1R1+I2R2=0
或 E1-E2=I1R1-I2R2
即?E=?(IR)
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图 6
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2、基尔霍夫电压定律的推广应用对图 6(a)所示电路(各支路的元件是任意的)
可列出
U=UAB-UA+UB=0
或 UAB=UA-UB
对图 6(b)的电路可列出
U=E-IR0
列电路的电压与电流关系方程时,不论是应用基尔霍夫定律或欧姆定律,首先都要在电路图上标出电流、电压或电动势的正方向。
上一页 下一页 返 回例 4 在图 7所示电路中,已知 U1=10V,E1=4V,E2=2V,R1=4?,R2=2?,
R3=5?,1,2两点间处于开路状态,试计算开路电压 U2。
A124 104RR UEI
21
11
上一页 下一页 返 回解,对左回路应用基尔霍夫电压定律列出:
E1=I(R1+R2)+U1
得再对右回路列出:
E1-E2=IR1+U2
得 U2=E1-E2-IR1=4-2-(-1)× 4=6V 图 7
1、支路:电路中流过同一电流的每一个分支
2、节点:电路中三条或三条以上支路的连接点。
3、回路:电路中任一闭合路径,回路内不含支路的回路叫网孔。
4、KCL定律内容:
表述1:在任一时刻,流入某一节点的电流之和等于从该节点流出的电流之和。表达式为 ∑I入= ∑I出表述2:在任一时刻,流入(或流出)电路中任一节点的各电流的代数和等于零。表达式为 ∑I= 0
5、KCL定律可应用于电路中任一假设的封闭面。
6、KVL定律内容:
表述1:在任一时刻,沿闭合回路绕行一周,各段电压的代数和等于零,表达式为,∑U= 0
表述2:在任一时刻,沿任一回路绕行一周,各电阻上电压的代数的和等于各电动势的代数和。表达式为 ∑IR= ∑E
小结: