基尔霍夫定律PPT

1、1.小测试。1.已知：E1=12V，E2=6V，R1=3，E2=6V，R3=10。应用功率等效变换法求出电阻R3的电流。2.已知E1=15V，E2=12V，R1=8，R2=4，R3=R4=6，计算点A3的电势。当开关S闭合和断开时，VA和UAB分别是什么？基尔霍夫定律及其应用，复杂电路的相关术语，基尔霍夫定律，分支电流法，学习目标，掌握基尔霍夫电流和电压定律，写出表达式，正确而熟练地列出节点电流方程和回路电压方程，用基尔霍夫定律分析复杂电路，4，基尔霍夫定律，基尔霍夫电流定律(KCL)，基尔霍夫电压定律(KVL)，基尔霍夫定律由两个定律组成。这是分析和计算电路的基本规律。比较以下两条电路，并分

2、析它们的差异。Kirchoff电流调节，1，只有一个有源支路，2，电阻的串并联可以用于简化，2，电阻的串并联不能用于简化，1，有两个(或两个以上)，有源支路，6，相关名称，3，环路，2，节点，1，支路，4，网孔，7，动觉腱，请问：在下列电路中有多少个支路，节点，网孔，环路。答：6个分支，4个节点，3个网格，上一页，下一页，结束，7个循环，8，基尔霍夫电流定律，1，内容：对于电路的任何节点，在任何时刻，流入该节点的所有电流之和等于流出该节点的所有电流之和。2，表达式：想一想，请用基尔霍夫电流定律列出右边的节点电流方程，上一页，下一页，结束，节点，电流，I1 I3=I2 I4 I5，I1 I3-I

3、2-I4-I5=0，9，应用基尔霍夫电流定律，例1图中所示电路，已知I1=15 mA，I2=6 mA，I3=8 mA，试着找出电阻R4中的电流。快想！解决方案：所选电阻R4中电流I4的参考方向如图所示。则i4=i1i3i2=15 86=17 ma，对于节点列等式：I1 I3=i2 I4，上一页，下一页，结束，10，应用基尔霍夫电流定律，示例2如图所示，电桥电路称为I1=25 mA，I3=16 mA，I4=12 mA，尝试找出其余电阻中的电流I2、I5、I6。快想！如桥式电路所示，已知I1=25 mA，I3=16 mA，I4=12 mA。尝试找出剩余电阻中的电流I2、I5和I6。-4mA:解释电

4、流的实际方向和标记的参考方向，基尔霍夫电流定律的应用，上一页，下一页，结束，相反。解决方案：对于节点a: i1=i2i3，I2=i1i3=2516=9ma，对于节点d: i4i5=i1，i5=i14=2512=13ma，对于节点c: i6i3=i4，i6=i4i3=1216=，-4ma，节点电流定律的扩展，节点电流定律的扩展，(1)对于电路中任何假设的闭合曲面，节点电流定律仍然有效。如图a所示，对于封闭表面s，I1 I2=I3。(2)电路之间的电流关系仍然可以由节点电流定律来确定。如图b所示，流入电路b的电流必须等于流出电路的电流。图B现行法律的延伸(2)，图A现行法律的延伸(1)，上一页，下

5、一页，结束，I=？如图c所示，I=0，推广节点电流定律，推广节点电流定律，(3)晶体管电极之间的电流关系也可以由节点电流定律决定，如图c所示，对于NPN晶体管，IC=IE，上一页，下一页，结束，推广图c (3)中的电流定律，小测试，1，图1，有()个节点，()个分支，()个网格。2.在图2中，I1=()、UAB=()、I2=()。在图3中，UAB=-12V，IC=()，Uce=()，1，2，3，15，基尔霍夫第二定律，基尔霍夫电压定律，1，内容：任何电路中每个支路的电压的代数和在任何时候都为零。每个电阻上的电压降的代数和等于电路中任何闭合电路的每个电源的电动势的代数和。综上所述，我们可以得到：

6、上一页，下一页，结束，任意，任意，e2i 2 r 2i3r3e 1i 1 R1=0，例3电路如图所示，电流表读数为0.2A，电源电动势E1=12V，外部电路电阻R1=R2=10，R3=R4=5，请用基尔霍夫电压定律求出E2的大小。上一页，下一页，最后，解：任意选择迂回方向，如图所示，根据回路电压定律：ir1ir 2 ir3e 2 IR 4E1=0，E2=ir1e 1ir2ir3ir4，E2=0.210120.2100.250.25，解：E2=6V，应用基尔霍夫电压定律，结论：基尔霍夫定律不仅适用于复数已知E1=12V，E2=6V，R1=4，R2=R3=2，并且计算点A处的电势。在图2.78所示

7、的电路中，已知每个电源的电动势为e，不计算电源的内阻，电压表的读数为()。A.0b.0.5ec.2ed.4e，8。在图2.79所示的电路中，正确的关系是()。a . El-E2=i1(R1 R2)B . E2=i2r 2 c . E1-UAB=I(R1 R3)D . E2-UAB=i2r 2，课堂练习：B，D，20，分支电路：每个部分的电路_ _ _ _ _ _ _ _。节点：电路中_ _ _ _ _ _ _ _ _ _的交叉点。环路：由支路组成的电路中的_ _ _ _ _路径。网格：环内的_ _ _ _ _ _ _ _ _ _环。请完成下列基本概念的定义：无分支，无分支，封闭，无分支，课堂练

8、习1:上一个，下一个，结束，21。对于电路的任何节点，流入该节点的所有电流之和等于任何时候流出该节点的所有电流之和。()任何时候任何电路的每个分支的电压，请判断下列陈述是否正确：代数、零。支路电流法是计算复杂电路的基本方法。谁也不能用电阻串联和并联等效的简化电路，称为复杂电路。图中所示的电路是一个复杂的电路。支路电流法的求解原理是：以支路电流为求解对象，应用基尔霍夫电流和电压定律列出节点和回路所需的方程，然后求解各支路的电流。介绍了分析电路的方法，应用基尔霍夫定律-分支电流法，23，i1i 2i3=0，分支电流法求解电路的步骤：对于n节点电路，只能列出(n1)个独立的KCL方程。支路电流法，步

9、骤1，确定支路数m，选择每个支路的电流参考方向和回路旁路方向。第二，根据节点顺序写一个独立的KCL方程。a，步骤3，KVL应用于列出剩余的m (n1)方程。E1 R1 i1r2i 2e 2=0，e2r 2 i2r 3 i3=0，24，步骤4，注意：列出的环路电压方程必须是独立的方程。电压方程的数量取决于未知量减去电流方程的数量。一般可为回路列电压方程进行网格划分；联立方程，求解各支路的电流。i1i 2i3=0，E1 R1 i1r2i 2e 2=0，e2r 2 i2r 3i 3=0，25，示例如图所示的电路，如果R1=5，R2=10，R3=15，E1=180 V，E2=80 V，则计算各支路的电

10、流。可以找到三个分支电流。(1)如图所示设置每个支路的电流参考方向和环路迂回方向，(2)对于节点a列KCL方程：(3)选择网格迂回方向列KVL方程：i1i 2i3=0，E1 R1 i1r 3 i3=0，-e2r2 i2r3i3=0，(4)求解联立方程：26，示例对于图中所示的电路，如果R1=5，R2=10，R3=15，E1=180 V，E2=80 V，则计算每个支路的电流。解决方案，(1)如图所示设置各支路的电流参考方向和环路迂回方向：(2)列等式：I1i 2I3=0，-E1 R1 I1 R3 I3=0，-E2 R2 I2 R3 I3=0，(3)代数，(4)获取：合成，27如图所示作为复杂电路

11、的一部分，称为E=18V，I3=1A，I4=-4A，R1=R2，R2=4，计算I1，I2和I5，练习，28，2.已知E1=18V，E2=20V，R1=3，R2=2，R3=8，R4=6.4，R5=6，计算流经电阻R4的电流。基尔霍夫电流定律指出：在任何时刻，通过电路的任何节点的_ _ _ _ _ _都是零，它的数学表达式是_ _ _ _ _ _；基尔霍夫电压定律指出，对于电路中的任何闭合电路来说，_ _ _ _ _ _等于每个电阻上的_ _ _ _ _ _ _ _，其数学表达式为_ _ _ _ _ _ _ _。或描述为：对于电路中的任何闭合电路，沿电路迂回方向的每一部分。那是_ _ _ _ _

12、_。30岁的德国物理学家基尔霍夫。他于1824年3月12日出生在普鲁士的哥尼斯堡(现在的俄罗斯加里宁格勒)，于1887年10月17日在柏林去世。基尔霍夫在哥尼斯堡大学学习物理学，1847年毕业后在柏林大学任教，三年后在布列斯特做临时教授。海德堡大学教授，1854年。他在1875年成为柏林大学的理论物理教授，直到去世。1845年，21岁的他发表了第一篇论文，提出了著名的基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)，解决了电路设计的难题。2.热辐射：1859年，基尔霍夫做了一个用灯焰燃烧盐的实验。获得了热辐射定律，后来称之为基尔霍夫定律3。化学：海德堡大学制造光谱仪，与化学家本生合作建立

13、光谱化学分析方法，从而发现铯和铷元素。4.光学理论：惠更斯-菲涅耳原理给出了更严格的数学形式，它对德国理论物理的发展有很大影响。1850年，在柏林大学任教的基尔霍夫在图版数学物理学讲义、32上发表了他的重要论文，称为E=20V，IS=3A，R1=5，R2=4，R3=6。通过功率等效变换法计算流经电阻R2的电流。在具有多个电动势的线性电路中，任何分支的电流(或电压)都是每个电源独立工作时电路中产生的电流(或电压)的代数和。应用叠加原理分析复杂电路的一般步骤是：(1)设置每个待求支路的电流方向。(2)为每个电源制作一个单独的图表，将其他电源的电动势短路，只留下内阻。(3)根据简单DC电路的分析方法

14、，计算各图中各支路电流的大小和方向。(4)计算每个支路中每个电动势产生的电流的代数和，取正，与原电路中假设的电流(或电压)方向相同，否则取负。在图中所示的电路(a)中，已知E1=18V，E2=12V，R1=R2=R3=4，并利用叠加原理求解各支路的电流。(1)设置每个分支的当前方向，如图(a)所示。(2)当每个电源单独动作时，几个电动势被分解成几个具有单个电动势的简单电路，并且每个电流参考方向被标记。如图(b)和(c)所示。(3)当每个支路图中有一个电动势作用时，找出每个支路的电流。叠加原理35的应用是由图(c)中的分流公式得出的，当E2单独作用时：解：图(b)中，当E1单独作用时，由分流公式

15、得出，(4)每个支路中每个电动势产生的电流的代数和，即当每个电动势共同作用时每个支路的电流。I1=i1 i1 =31=4ai 2=I2 I2 =1.52=3.5ai 3=i3 -i3 =1.5-1=0.5a，37，双端网络：任何具有两个输出的部分电路称为双端网络。主动双端网络：如果网络有电源，称为主动双端网络；而被动双端网络：如果网络没有电源，称为被动双端网络。对于外部电路，任何线性有源双端网络都可以用等效电源代替，等效电源的电动势E0等于有源双端网络的开路电压。等效电源的内阻R0等于有源双端网络中所有电源取零值(电压源短路和电流源开路)时得到的无源双端网络的等效电阻，只保留内阻。(1)将电路

16、分成有源双端网络和待发现的支路。(2)移动待测支路，找出有源双端网络的开路电压U0，则等效电源的电动势=U0，等效电源的极性应与开路电压一致。(3)将有源双端网络中的所有电动势短路成无源双端网络，得到电阻r0，即等效电源的内阻。(4)画出有源双端网络的等效电路，并连接要查找的支路，以找到电流。大卫定理的应用，41，大卫定理的应用，如图(a)电路所示的例子，已知E1=45V，E2=20V，R1=10，R2=15，R=64，尝试大卫定理来求解流经R3的电流。(1)如图(b)所示，将电路分为有源双端网络和支路。(2)找到有源双端网络的开路电压u0:E0=u0=E1-ir1=45-110=35v或E0=U0=E2 IR2=20 115=35V，(3)找到电阻r0:(4)画出有源双端网络的等效电路，连接要找到的支路，并找到电流。在如图2.50所示的电路中，E1=8 v，E2=4 v，R1=R2=R3=2是已知的，所以：(1)电流i3；(2)电压UAB；(3)R3消耗的功率。众所周知，R1和R2并联的总电阻是R