《电工电子技术及应用》课件 1-3-1 基尔霍夫电流定律及应用

电工电子技术及应用2025/1/14情境1直流电路的等效变换及测试1任务1-3-2基尔霍夫电压定律及应用学习内容及目标：能力目标1、能够利用基尔霍夫定律进行参数计算；2、教给学生研究问题的方法，提高学生分析和解决问题的能力。知识目标1、能说出支路、节点、回路、网孔等分析复杂电路的常用术语的含义。2、能说出基尔霍夫定律的内容。情感目标1、培养学生严谨求实态度和科学研究兴趣。情境1直流电路的等效变换及测试2任务1-3-1

基尔霍夫电流定律及应用学习重点及难点学习重点1、基尔霍夫电流定律的内容及应用。学习难点1、应用基尔霍夫电流定律列节点方程。情境1直流电路的等效变换及测试3观察思考：右边2个电路有何区别，如何求解各条支路的电流？R1E1E2R2R3R1ER2R3

引入新课思考情境1直流电路的等效变换及测试4简单电路：一个电源和多个电阻组成的电路，可以用电阻的串、并联简化计算。复杂电路：两个以上的有电源的支路组成的多回路电路不能运用电阻的串、并联计算方法简化成一个单回路电路。

引入新课R1E1E2R2R3R1ER2R3情境1直流电路的等效变换及测试5复杂电路：两个以上的有电源的支路组成的多回路电路不能运用电阻的串、并联计算方法简化成一个单回路电路。

引入新课R1E1E2R2R3提出问题：如何计算复杂电路的参数呢？解决问题：利用基尔霍夫定律可解决此类问题。

思考情境1直流电路的等效变换及测试6复杂电路：

引入新课解决问题：利用基尔霍夫电流定律可解决此类问题。

3A10A5A10A2AI1I2AB情境1直流电路的等效变换及测试7发现背景：基尔霍夫定律是求解复杂电路的电学基本定律。从19世纪40年代，由于电气技术发展的十分迅速，电路变得愈来愈复杂。某些电路呈现出网络形状，并且网络中还存在一些由3条或3条以上支路形成的交点(节点)。这种复杂电路不是串、并联电路的公式所能解决的，刚从德国哥尼斯堡大学毕业，年仅21岁的基尔霍夫在他的第1篇论文中提出了适用于这种网络状电路计算的两个定律，即著名的基尔霍夫定律。该定律能够迅速地求解任何复杂电路，从而成功地解决了这个阻碍电气技术发展的难题。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，其后与一位化学家共同创立光谱分析学，贡献卓著。背景介绍情境1直流电路的等效变换及测试8电路中的各个分支（流过同一电流）。电路中三条或三条以上支路的连接点。电路中任一闭合路径。回路内部不含有支路的回路。1、支路2、节点3、回路4、网孔复杂电路的几个基本概念情境1直流电路的等效变换及测试91、图示电路有几条支路，几个节点，几个回路，几个网孔？返回E1R1R4R5R2E2R3R2E2E1R1R3R5R43条支路2个节点3个回路2个网孔试一试，我能行情境1直流电路的等效变换及测试102、图示电路有几条支路、几个节点、几个回路？支路？节点？5条支路4个节点节点？R5E2R1R2R4E3R3E1E4R1E1E2R2E3R3R4E4R5试一试，我能行6个回路情境1直流电路的等效变换及测试11ΣII=ΣIO其中：I---In;O--OutI1I3I2I4a对节点a列KCL方程例1I1=I2+I3+I4二、基尔霍夫电流定律的内容情境1直流电路的等效变换及测试12基尔霍夫电流定律，简称KCL，又称节点电流定律。内容：在任意瞬间，流入任一节点的电流总和等于从该节点流出的电流总和。电荷守恒和电流连续性的体现。注意事项

KCL方程是按电流参考方向列写，与电流实际方向无关。

KCL是对支路电流加的约束，与支路上接的是什么元件无关，与电路是线性还是非线性无关。二、基尔霍夫电流定律的内容实质情境1直流电路的等效变换及测试13bE1E2R1R2I1I2I3I1I3I2R3对a、b两节点，列KCL方程a对a节点列KCL方程对b节点列KCL方程I1=I2+I3I2+I3=I1思考：对于电路有两个节点的可以列几个独立的KCL方程？2-1=1个三、基尔霍夫电流定律的应用情境1直流电路的等效变换及测试14

电流定律可以推广应用于部分电路的任一假设的闭合面（广义节点）。I=?例1:广义节点I=0IA+IB=

IC2

+_+_I5

1

1

5

6V12V例2:返回ICABCIAIBRRR基尔霍夫电流定律的推广应用推广应用情境1直流电路的等效变换及测试15I1I2(a)I(b)(c)II1=I2I=0I=0N1N2N1N2N试一试，我能行情境1直流电路的等效变换及测试16I1+I2=I32、判断电路中电流之间的关系E1E2R1R2R5R4R3I1I2I3A由节点A可知

结论思考1.电路中I1和I2的关系：I1+I2=02.若一条导线断开I1=0生活常识：电工维修时，要与地面绝缘，且尽量单手操作从电路右端可得试一试，我能行A电路B电路I1I2情境1直流电路的等效变换及测试17例：求电路中的电流I1和I23A10A5A10A2AI1I2分析：电路中有两个节点，为A、BABI1为节点A一支路电流，其它支路电流已知I2为节点B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=-7AI1的方向与参考方向相同I2的实际方向是向下的一、基尔霍夫电流定律的应用情境1直流电路的等效变换及测试181、求图示电路电流I：3A10A14A24Aabcd解法1.根据基尔霍夫电流定律的推广，列KCL方程：18+7=I+1I=24A试一试，我能行情境1直流电路的等效变换及测试191、求图示电路电流I：3A10A14A24Aabcd解法2.对a节点列KCL方程，Ia=3A,方向从节点a流出。对b节点列KCL方程，Ib=10A,方向从节点b流出。对c节点列KCL方程，Ic=14A,方向从节点c流出。对d节点列KCL方程，Id=24A,方向从节点d流出。试一试，我能行情境1直流电路的等效变换及测试20（1）KCL是对支路电流加的约束，与支路上接的是什么元件无关，与电路是线性还是