基尔霍夫定律介绍

基尔霍夫定律介绍
基尔霍夫定律介绍

学科《电工学》

课题§1-5《基尔霍夫定律》班级机电57班

人数47

课时2学时课型教授课周次第九周授课时间2008年4月23日星期三第5、6节

教学目的及其目标

知识目标: 1、理解支路、节点、回路、网孔等基本概念

2、掌握基尔霍夫两定律所阐述的内容

3、应用基尔霍夫两定律进行计算

情感目标:培养学生通过实验现象归纳事物本质、将感性认识提升为理论知识的能力

技能目标:1、培养实际操作能力及独立思考、钻研、探究新知识的能力

2、培养创新意识,提高分析问题与解决问题的能力,举一反三,触类旁通

教学重点基尔霍夫定律的内容及表达式

运用基尔霍夫定律的解题步骤及例题讲解

教学难点电流参考正方向的理解及电阻电压、电源电动势正负的确定教学方法观察演示法、讲授法、启发讨论法、媒体应用法

教具及参考书1、完整的基尔霍夫定律实验板一块

2、万用表三支

3、多媒体课件

4、电化教学设备

5、连接导线若干

6、电阻若干

参考书:《电工与电子基础》(机工4版)

教学过程1、组织教学

2、复习提问

3、新课引入

4、新课讲授

5、提问

6、归纳总结

7、布置作业

教材分析

本节课采用实验演示教学法,导出基尔霍夫定律的具体内容及数学表达式,并详细讲解在列节点电流方程和回路电压方程的方程式中,电流、电压、电动势字母前正负号的确定,通过例题讲解,使学生能较好的掌握课程的重点,引导学生释疑解难、突破难点,学好课程内容。

得出:

⑴支路:由一个或几个元件首尾相接组成的无分支电路。(问:请同学们仔细观察,流过同一支路的电流有何特点?) (生答略)师:图中共有5条支路,支路电流分别标于图中。

⑵节点:三条或三条以上支路的连接点。(生答略)师:图中共有a、b、c三个节点。

⑶回路:电路中任何一个闭合路径。(生答略)师:图中共有6个回路。

⑷网孔:中间无任何支路穿过的回路。网孔是最简单的回路,或是不可再分的回路。(请问上图电路中共有几个网孔

呢?)(生答略)师:对,图中最简单的回路aR

1R

2

a,aR

2

R

4

ba,bR

4

R

5

b

三个是网孔。

〖动动脑筋〗请问下列电路有几条支路、几个节点、几个回路、几个网孔?

(生答略)师答:

6条支路

4个节点

7个回路

3个网孔

出示EWB仿真模型演示,了解电路组成,以此集中学生注意力。得出结论:同一支路中电流处处相等。

注:名词解释采用问答形式,以增强学生学习的主动性,促使教学效果在教师与学生互动中得到较好的体现。

2、请学生观察实验现象,从实验

中得出基尔霍夫第一定律的系列知识:

老师按照左图接通电源,请同学们

仔细观察各电流表的读数,I1=1A ,

I2=2A ,I3=3A 测量结果表明: I1+I2=I3,对节点a 而言,I1和I2为流入节点的电流,I3为流出节点的电流,由此可得:

⑴ 内容:在任一瞬间,对电路中的任一节点,流进某一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和。

⑵ 公式:∑∑=出进I I

⑶ 定律讨论的对象:节点电流(故基尔霍夫第一定律又称为节点电流定律......

) 〖例1〗请指出左图电路中有几条支路,并用基尔霍夫第一定律列出下节点电流方程。

(老师在肯定学生回答后,将式子

移项,并板书为:I 1 +I 3 -I 2 -I 4 -I 5 =0

上式表明:若规定流入节点的电流以为“+I”,流出节点的电流为“-I”,则节点电流定律又可叙述为:在任一瞬间通过电路中任一节点,流入(或流出)该节点电流的代数和恒等于零。 即可得节点电流定律的第二种表述:

即:

∑=0

I

3、基尔霍夫第一定律的应用:

【例2】如图所示电路,已知I 1 = 1A ,I 2 = 2A ,I 3 = 5A ,I 4= 3A 试求I 5。

解:根据图中各电流方向,列出节点电流方程为: I1+I3=I2+I4+I5

则:I5=I1+I3-I4-I2

=1+5+3-2=7A

实验中强调电流表连接的正确性和对各

支路电流的观

实验分析(讨论)........

注:由实验导出基尔霍夫第一定律的内容,说服力强

板书内容及公式 学生答:电路中有五条支路,节点电流方程为:

5

4231I I I I I ++=+

板书公式

结果得出I5的值是正的,表示I5的实际方向与标定的参考方向相同,是由节点A流出的。

参考方向:任意假定的方向。若计算结果为正值,表明该矢量的实际方向与参考方向相同;计算结果为负值,表明该矢量的实际方向与参考方向相反。

4、基尔霍夫第一定律的推广:

节点电流不仅适用于节点,还可推广于任意假设的封闭面来说,它仍然成立。下图电路中闭合面所包围的是一个三角形电路,有三个节点。

电流定律的推广应用

应用基尔霍夫第一定律可以列出:

I A= I AB - I CA

I B= I BC- I AB

I C= I CA - I BC

上面三式相加可得:I A +I B +I C=0 或∑=0

I

即:流入此闭合曲面的电流恒等于流出该曲面的电流。

5、基尔霍夫第二定律(回路电压定律)

进入实验环节,探讨基尔霍夫第

二定律的有关知识:

⑴内容:在任一瞬间,对任一闭

合回路,沿回路绕行方向上各段电压

代数和恒等于零。

⑵公式:∑=0

U

⑶定律讨论的对象:回路上的电压(故基尔霍夫第二

定律又称为回路电压定律

......)

通过实验揭示了任意回路中各路电压的相互关系

板书公式

基尔霍夫定律及解析

基尔霍夫定律 基尔霍夫定律是分析与计算电路的基本定律,分别称为基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。电路中几个常用名词如下: 支路;同一电流所流经的路径。在图 1.11中有三条支路。 节点;三条或三条以上支路连接点。在图 1.11中有a 、b 两个节点。 回路;由若干支路所组成的闭合路径。在图 1.11中有abca 、abda 、adbca 三个回路。 网孔;不含支路的闭合路径。在图 1.11中abca 、abda 两个网孔。 1.3.1 基尔霍夫电流定律(KCL ) 基尔霍夫电流定律是用来确定电路中任一节点各支路电流间的关系式。由于电流的连续性,在任一瞬时,流向任一节点的电流之和等于流出该节点电流之和。即 =入I ∑出I ∑ (1.5) 在图 1.11所示电路中,对节点a 可写出 I 1+I 2=I 3 上述关系式可改写为 I 1+I 2―I 3=0 即 0=∑I (1.6) 基尔霍夫电流定律也可表述为:在任一瞬时,通过电路中任一节点电流的代数和恒等于零。假定选流入节点的电流取正值,则流出节点的电流取负值。 基尔霍夫电流定律通常应用于节点,还可以应用于任一假想的闭合面。即在任一瞬时,通过电路中任一闭合面的电流代数和也恒等于零。如图 1.12所示闭合面包围的三极管电路。 I b +I c =I e 或 I b +I c -I e =0 ` 图1.12 KCL 用于闭合面 图1.13 例 1.3直流三相供电系统如图 1.13所示,若电流I A =5A ,I B =3A ,试求电流I C 。 解:假想一闭合面将三角形的负载包围起来,则 I A +I B +I C =0 I C =-I A -I B =-5-3=-8A 负号表示电流的实际方向与图中参考方向相反。 图1.11 支路、节点、回路和网孔

基尔霍夫电流定律公开课

基尔霍夫电流定律 教学目标: 1.掌握基尔霍夫电流定律的内容 2.能正确应用基尔霍夫电流定律 3. 培养学生的实验能力和观察能力 4.培养学生应用知识解决问题的能力 教学重点:基尔霍夫电流定律的内容及应用 教学难点:基尔霍夫电流定律的应用 教学媒体:计算机、大屏幕投影仪 教学课时:1 教学课型:新授课 教学方法:启发诱导、实验观察、分析推理、练习巩固 教学过程: 一.引入 回忆旧知识: 二.新授课 任务一:通过旧知识得出新结论 应用前面简单直流电路的知识,找出电路中四个电流的关系式,得出结论:流进A点的电流之和等于流出A点的电流之和 任务二:实验探究基尔霍夫电流定律

第一步:按上图连接电路,测出通过三个电流大小,并确定电流方向,并完成表格。 第二步:归纳总结 结论:流进A点的电流之和等于流出A点的电流之和 1.支路:电路中具有两个端钮且通过同一电流的无分支电路。 2.节点:电路中三条或三条以上支路的联接点。 3.基尔霍夫电流定律:对于电路中的任意一个节点,在任何时刻,流进节点的电流之 和等于流出节点的电流之和, 这就是基尔霍夫电流定律。 任务三:课堂练习 例1:写出下图的电流方程 图1 图2 例2:求下图中的电流I

例3:求下图中的电流I A 4.参考方向: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 流的方向,叫做电流的参考方向,通常用“→”号表示。 当I > 0时,表明电流的实际方向与所标定的参考方向一致 当I < 0时,则表明电流的实际方向与所标定的参考方向相反 任务四:基尔霍夫电流定律的推广应用 (1) 对于电路中任意假设的封闭面来说,电流定律仍然成立。 (2) 对于网络(电路)之间的电流关系,仍然可由电流定律判定。 (3) 若两个网络之间只有一根导线相连,那么这根导线中一定没有电流通过。 (4) 若一个网络只有一根导线与地相连,那么这根导线中一定没有电流通过。 三.课堂小结 四.布置作业

浅谈基尔霍夫定律

浅谈基尔霍夫定律 摘要:基尔霍夫定律(Kirchhoff laws)阐明集总参数电路中流入和流出结点的各电流间以及沿回路的各段电压间的约束关系的定律,是 1845 年由德国物理学家 G·R·基尔霍夫提出。原始基尔霍夫定律给出了三个必备条件:两组方程的线形函数形式;确定方程组中每项正负号的法则;两组方程的独立方程个数。现在的基尔霍夫定律与原始的基尔霍夫定律并不完全相同,在某种程度上,它破坏了原始基尔霍夫定律所包含的三点的内容的统一,也破坏了原始基尔霍夫定律自己单独可以唯一确定支路电流分布的功能,并且可以通过积分形式的两组独立方程组独立完整和统一的证明原始基尔霍夫定律没有证明的第一点和第二点内容。基尔霍夫定律反映的是电路中各支路电流之间的约束关系或各部分电压之间的约束的关系,与电路中连接的是什么元件(元件小性质)无关分析复杂电路分析复杂电路可见在电路理论中基尔霍夫定律占有重要地位,可以说它是分析求解电路的万能钥匙,本文阐述如何正确利用基尔霍夫定律对电路进行分析计算。 关键词:基本信息、发现背景、几个基本概念、基尔霍夫定律、应用 一、基本信息 基尔霍夫定律Kirchhoff laws是电路中电压和电流所遵循的基本规律,是分析和计算较为复杂电路的基础,1845年由德国物理学家G.R.基尔霍夫(Gustav Robert Kirchhoff,1824~1887)提出。它既可以用于直流电路的分析,也可以用于交流电路的分析,还可以用于含有电子元件的非线性电路的分析。运用基尔霍夫定律进行电路分析时,仅与电路的连接方式有关,而与构成该电路的元器件具有什么样的性质无关。基尔霍夫定律包括电流定律(KCL)和电压定律(KVL),前者应用于电路中的节点而后者应用于电路中的回路。 二、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。基尔霍夫定律建立在电荷守恒定律、欧姆定律及电压环路定理的基础之上,在稳恒电流条件下严格成立。当基尔霍夫第一、第二方程组联合使用时,可正

1-4 基尔霍夫电压定律

1.4 基尔霍夫电压定律 邹建龙,西安交通大学电气工程学院 1. 基尔霍夫电压定律 基尔霍夫电压定律(Kirchhoff’s Voltage Law, KVL )有两种表述形式: 表述形式一:对电路中任意一个回路而言,沿回路绕向,升压=降压。 图1为KVL 表述形式一示意图。图中回路绕向均取顺时针方向,当然也可以选逆时针方向,至于选哪种绕向,根据各人喜好来定就可以了。图中的电压源电压为升压,之所以是升压,是因为升压定义为沿着回路绕向,从负极抬升到正极;电阻电压为降压,是因为对于电阻来说,沿着回路绕向,从正极降低到负极。 基尔霍夫电压定律成立的依据是电场力做功与路径无关。电场力做功与路径无关的详细证明需要用到电磁场的知识,在“电磁场与波”课程中有详细证明。为了直观理解电场力做功与路径无关,可以以重力做功与路径无关类比。我们将一个物体从地面抬起来,然后绕一圈,最后放回地面。物体在抬升时,重力做负功,物体下降时,重力做正功,最后物体转了一圈回到地面,重力总的做功为零,也就是说正功等于负功。 R u s u s R u s u 1 R 2 R u s 12R R u u u =+(升压)(降压) 图1 KVL 表述形式一(升压=降压)示意图 表述形式二:对电路中任意一个回路而言,该回路的所有电压的代数和等于零。 这听起来有点莫名其妙,貌似很高深的样子。其实该结论的得出过程很简单,就是将表述形式一的“升压=降压”,变成“升压?降压=0”。 显然,表述形式一和表述形式二是等价的。 图2给出了KVL 表述形式二(电压代数和=0)的示意图。由图可见,升压项前取“+”,而降压项前取“?”。如果将方程两端同时乘以1?,则升压项取负,降压项取正。以上两种情况是等价的,我们以后一般升压取负,降压取正。 R u s u s (R u =0 s u 1 R 2 R s 120R R u u u ?=(升压)-(降压)(降压) 图2 KVL 表述形式二(电压代数和=0)示意图

第7讲基尔霍夫定律

课内试验项目操作分析单 班级________姓名_______学号_______ 编制部门:编制人:编制日期: 项目编号项目名称基尔霍夫定律训练对象 课程名称电工电子技术教材《电工技术》《电子技术基础》学时1 试验目的(1)掌握万用表测量电流、电压的方法及稳压电源的使用方法 (2)掌握基尔霍夫定律的内容和其在电路分析中的应用 (3)培养学生严谨细致,认真负责的工作作风 一、仪器设备: ZH-12通用电学实验台、万用表 二、注意事项: 1、试验之前应先检查设备、器材的好坏。 2、电路连接时,要注意电源极性,避免反接。 3、使用万用表时,要正确选择档位,且要规范操作。若选用电压表和电流表则应注意选 用合适量程的表,并且电路连接时要注意极性。 4、测量电压时,应将表并在所测对象两端;测量电流时,应将表串入电路。 三、试验电路: 试验<1> 图

四、操作步骤: (1)调节ZH-12实验台上的稳压电源,使其输出电压为9V,待用。 (2)(2)按图<1>所示电路图接线。 (3)(3)经教师检查后接通电源,用万用表测电压及各支路电流,并将结果填入表<1>中。 五、结果汇总 六、结果分析 1、分析试验电路(1)中各电流的关系 2、分析试验电路(1)中各段电压的关系 七、评分 1、操作是否符合规范(40%) 2、结果是否正确(30%)总分:_________ 3、分析是否正确(30%)

课题7:基尔霍夫定律 课型:讲练结合 教学目的: 知识目标: (1)掌握基尔霍夫定律。 (2)学会运用基尔霍夫定律进行电路分析。 技能目标: (1)进一步熟悉万用表测量电压、电流的方法。 (2)进一步熟练电路连接技巧。 重点、难点: 重点:(1)基尔霍夫电压和电流定律的内容及表达式。 难点:(1)运用基尔霍夫定律分析电路。 (2)列方程∑I=0、∑U=0过程中,电流,电压,电动势字母前正负号的确 定。 教学分析 本节课采用学生先根据电路及要求进行试验,在课堂讲解过程中老师再加以演示,边演示边讲解,导出基尔霍夫定律的具体内容及表达式,再详细讲解在列KCL、KVL方程式中,电流,电压,电动势字母前正负号的确定,通过例题讲解,使学生能较好的理解课程 的内容,突破难点。 复习、提问: (1)电路开路及短路时的特点? (2)什么是简单电路? 教学过程: 一、引入 问题:简单电路是指可以用元件的串、并联加以化简求解的电路,复杂电路是指不能用元件的串、并联化简得以求解的电路, 如下图所示电路。

基尔霍夫电流定律教案

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《基尔霍夫电流定律》课程教案

教学环节教学内容 师生活 动 设计意 图导入 新课讲授 出示合流交通标识和河流分流图片,电路中也有类似 的存在---电流。 电路中电流之间有何关系?引出基尔霍夫电流定律。 一、基本概念 支路:由一个或几个元件首尾相接构成的无分支电 路。 节点:三条或三条以上的支路汇聚的点。 回路:电路中任一闭合路径。 网孔:内部不含支路的回路。 图中有2个节点、3条支路、3条回路、2个网孔。 练一练: 练习1:图中有个节点、条支路、条回 路、个网孔。 二、基尔霍夫电流定律(KCL定律) 1.形式一:电路中任意一个节点上,在任一时刻, 流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。 公式:I入I出 2.形式二:在任一电路的任一节点上,电流的代数和 永远等于零。 公式:I0 规定:若流入节点的电流为正,则流出节点的电流为 负。 通过电 路图来 讲解支 路和节 点的概 念 学生观 察、分 析 通过问 题引导 充分发 挥教师 的主导 作用, 提高学 生对问 题分析 能力。

试一试:请用基尔霍夫电流定律列出下图节点A的电流方程 【例1】如图所示电桥电路,已知 I1 = 25 mA,I3 = 16 mA,I4 = 12 mA,试求其余电阻中的电流 I2、I5、I6。 解: 节点a上:I1 = I2 + I3,则I2 = I1I3 = (25 16) mA = 9 mA 节点d上:I1 = I4 + I5,则I5 = I1 I4 = (25 12) mA = 13 mA 节点b上:I2 = I6 + I5,则I 6 = I2 I5 = (9 13) mA = 4 mA 思考:负号表示电流为负值么? 答:电流的实际方向与标出的参考方向相反 结论:任意假定电流的参考方向,若计算结果为正值,则电流的实际方向与参考方向相同;若计算结果为负值,则电流的实际方向与参考方向相反。 3定律的推广 (1)应用于任意假定的封闭面。流入封闭面的电流之和等于流出封闭面的电流之和。 (2) 对于电路之间的电流关系,仍然可由基尔霍夫电 流定律判定。学生自 主思 考,提 高学生 的学习 积极性 讲练结 合,启 发学生 利用所 学解决 实际问 题 学生思 考、讨 论,教 师进行 适当点 播,让 学生归 纳总结 出结论 联系生

基尔霍夫电压定律教案

《基尔霍夫电压定律教案》 [课题]基尔霍夫电压定律(高等教育出版社《电工基础》第三章第一节) [课时]45分钟 [教材分析] 基尔霍夫电压定律是求解复杂电路的基本定律。而复杂电路是简单电路知识的延伸,从一个电源到多个电源,从简单的串并联到复杂电路。基尔霍夫电压定律为学生进一步学习支路电路法、回路电流法等复杂电路的求解奠定的知识基础;同时,通过本节课的学习,学生将逐步学会科学的学习方法,养成严谨求实的科学态度,形成合作精神和竞争意识,为继续学习和发展奠定方法基础。 [学情分析] 该班学生在前已经学习了欧姆定律等简单电路的基本分析方法及其运算。从前面的几节的学习中,可知他们的基础理论较低,尤其是数学运算能力也较低,但他们活跃好动,思维活跃等特点,因此,在授课设计中应充分发挥学生在一特点,采用分组合作、分组竞争,组织他们边动边学,从“活动”中引入教学知识点,充分调动活跃课堂气氛,提高他们学习兴趣。 [教学目标] 知识目标 (1)理解网孔和回路两个名词; (2)掌握并应用基尔霍夫电压定律内容,写出表达式; 能力目标 (1)有一定分析比较能力; (2)学会类比、比较和归纳总结学习方法; 情感目标 在学习过程中,学会合作,形成竞争意识,养成严谨求实的科学态度。 [重点难点] 重点:基尔霍夫电压定律 难点:回路绕行方向、电路方向及电源方向的判别 [重点难点突破] 在讲解基尔霍夫电压定律时,首先设计几个框架,让学生数数,确定回路及绕行方向;其次在每一个回路中让学生思考阻碍绕行方向不同的结果;再次强调与绕行方向相同或不同情况的处理;最后让学生总结归纳基尔霍夫电压定律及注意要点,从而引导学生学习掌握基尔霍夫电压定律的内容。 [教学指导] 根据学情,本节课我采用的教学指导策略有: (1)为激发学生兴趣、调动学生积极性,从简单到复杂逐步引入,创建一个“数框”的活动情景作为课题引入; (2)应用合作学习、竞争学习模式,营造一个师生互动,团体比较的课堂气氛,从活动中让学生体会知识的趣味性,学会类比、比较和归纳总结的学习方法。 [教法选择] 运用讨论法,讲解法、练习法等多种教学方法

基尔霍夫定律

电流源 电流源的内阻相对负载阻抗很大,负载阻抗波动不会改变电流大小。在电流源回路中串联电阻无意义,因为它不会改变负载的电流,也不会改变负载上的电压。在原理图上这类电阻应简化掉。负载阻抗只有并联在电流源上才有意义,与内阻是分流关系。 由于内阻等多方面的原因,理想电流源在真实世界是不存在的,但这样一个模型对于电路分析是十分有价值的。实际上,如果一个电流源在电压变化时,电流的波动不明显,我们通常就假定它是一个理想电流源。 信息概述 电流源的内阻相对负载阻抗很大,负载阻抗波动不会改变电流大小。在电流 源回路中串联电阻无意义,因为它不会改变负载的电流,也不会改变负载上的电 压。在原理图上这类电阻应简化掉。负载阻抗只有并联在电流源上才有意义,与 内阻是分流关系。 由于内阻等多方面的原因,理想电流源在真实世界是不存在的,但这样一个模型对于电路分析是十分有价值的。实际上,如果一个电流源在电压变化时,电流的波动不明显,我们通常就假定它是一个理想电流源。 电流特点 1、输出的电流恒定不变; 2、直流等效电阻无穷大; 3、交流等效电阻无穷大。

实际上,如果一个电流源在电压变化时,电流的波动不明显,我们通常就假定它是一个理想电流源。 电流应用 电流源,即理想电流源,是从实际电源抽象出来的一种模型,其端钮总能向外提供一定的电流而不论其两端的电压为多少,电流源具有两个基本的性质:第一,它提供的电流是定值I或是一定的时间函数I(t)与两端的电压无关。第二,电流源自身电流是确定的,而它两端的电压是任意的。 由于内阻等多方面的原因,理想电流源在真实世界是不存在的,但这样一个模型对于电路分析是十分有价值的。实际上,如果一个电流源在电压变化时,电流的波动不明显,我们通常就假定它是一个理想电流源。 由于电流源的电流是固定的,所以电流源不能断路,电流源与电阻串联时其对外电路的效果与单个电流源的效果相同。此外,电流源与电压源是可以等效转换的,一个电流源与电阻并联可以等效成一个电压源与电阻串联。 电压源 电压源,即理想电压源,是从实际电源抽象出来的一种模型,在其两端总能保持一定的电压而不论流过的电流为多少。电压源具有两个基本的性质:第一,它的端电压定值U或是一定的时间函数U(t)与流过的电流无关。第二,电压源自身电压是确定的,而流过它的电流是任意的。 简介 由于电源内阻等多方面的原因,理想电压源在真实世界是不存在的,但这样一个模型对于电路分析是十分有价值的。实际上,如果一个电压源在电流变化时,电压的波动不明显,我们通常就假定它是一个理想电压源。 电压源就是给定的电压,随着你的负载电阻增大,电流减小,理想状态下电压不变,但实际上电压会在传送路径上消耗,你的负载增大,路径上消耗减少。

990-1_教案-基尔霍夫定律

课程电工 基础 第六节:基尔霍夫定律 授课班级06电工1班授课时间2006.11.15 授课时数 2 教学分析 上节课已学习过法拉第电磁感应现象,学生学会判断什么情况下能够产生电磁感应。本节所要学习的基尔霍夫定律是为了判断感应电动势的方向,在电磁学中是个很重要的定律,在以后要学习的电机和变压器中有很多的应用。 对于学生而言,磁的知识比较抽象,电与磁之间的变化和联系纷繁复杂,需要较强的空间思维能力和分析能力。基于此,本节课要充分利用实物实验和多媒体将抽象理论形象化,有助于学生直观观察和理解。 同时,结合多元智能理论,注重对学生不同智能的开发,并给不同学生不同智能一个展示的舞台。 教学目标知识目标: 1.通过对演示实验的认真观察,发现分析和解决复杂电路的方法——基尔霍夫定律。 2.充分理解基尔霍夫定律并掌握基尔霍夫定律的应用。 能力目标: 挖掘每一个学生的智能潜力,发展每一个学生的智能优势,满足每一个学生的学习需求,促进每一个学生的发展。 德育目标: 通过实验引起学生的学习积极性,增强参与意识。养成科学的观察习惯,和精益求精的科学态度 重点、难点和关键重点:基尔霍夫定律及应用 难点:对基尔霍夫定律的推广应用 关键:将抽象表达形象化,分析基尔霍夫两个定律的表达式。 授课方式方法、手段1、启发引导式; 2、将现代化教学技术贯穿在课堂中,让试验成为本节课的主线 3、实验与理论相结合,注重学生学习知识的循序渐进。 4、学生分组进行试验,调动学生兴趣,发展每个学生不同的智 能,培养学生集体荣誉感。 作业见详案 教学小结 通过实验课讲解基尔霍夫定律,学生学习兴趣较浓厚,大部分 学生能够达到要求,掌握本次可课所学内容。

《精选总结范文》基尔霍夫定律实验总结

基尔霍夫定律实验总结 一、实验目的 1、验证基尔霍夫定律的正确性,加深对基尔霍夫定律普遍性的理解。 2、进一步学会使用电压表、电流表。 二、实验原理 基本霍夫定律是电路的基本定律。 1)基本霍夫电流定律 对电路中任意节点,流入、流出该节点的代数和为零。即∑I=0 2)基本霍夫电压定律 在电路中任一闭合回路,电压降的代数和为零。即∑U=0 三、实验设备 xxxxxxxxxxx 四、实验内容 1、实验前先任意设定三条支路的电流参考方向, 2、按原理的要求,分别将两路直流稳压电源接入电路。 3、将电流插头的两端接至直流数字毫安表的“+,-”两端。

4、将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中,记录电流值于下表。 5、用直流数字电压表分别测量两路电源及电元件上的电压值,记录于下表。 五、基尔霍夫定律的计算值: I1+I2=I3??(1) 根据基尔霍夫定律列出方程(510+510)I1+510I3=6??(2)(1000+330) I3+510I3=12??(3)解得: I1=0.00193AI2=0.0059AI3=0.00792AUFA=0.98VUBA=5.99VUAD=4.04VUDE=0.98VUD C=1.98V六、相对误差的计算:E(I1)=(I1(测)-I1(计))/I1(计)*100%=(2.08-1.93)/1.93=7.77% 同理可得: E(I2)=6.51%E(I3)=6.43%E(E1)=0%E(E1)=-0.08%E(UFA)=-5.10%E(UAB)=4.17%E(U AD)=-0.50%E(UCD)=-5.58%E(UDE)=-1.02% 七、实验数据分析 根据上表可以看出I1、I2、I3、UAB、UCD的误差较大。 八、误差分析 产生误差的原因主要有: (1)电阻值不恒等电路标出值,(以510Ω电阻为例,实测电阻为515Ω)电阻误差较大。

基尔霍夫定律及基尔霍夫定律推导

基尔霍夫定律及基尔霍夫定律推导

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基尔霍夫定律及基尔霍夫定律推导 基尔霍夫定律是电路中电压和电流所遵循的基本规律,是分析和计算较为复杂电路的基础,1845年由德国物理学家基尔霍夫提出。它既可以用于直流电路的分析,也可以用于交流电路的分析,还可以用于含有电子元件的非线性电路的分析。运用基尔霍夫定律进行电路分析时,仅与电路的连接方式有关,而与构成该电路的元器件具有什么样的性质无关。基尔霍夫定律包括电流定律(KCL)和电压定律(KVL),前者应用于电路中的节点而后者应用于电路中的回路。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。基尔霍夫定律建立在电荷守恒定律、欧姆定律及电压环路定理的基础之上,在稳恒电流条件下严格成立。当基尔霍夫第一、第二方程组联合使用时,可正确迅速地计算出电路中各支路的电流值。由于似稳电流(低频交流电)具有的电磁波长远大于电路的尺度,所以它在电路中每一瞬间的电流与电压均能在足够好的程度上满足基尔霍夫定律。因此,基尔霍夫定律的应用范围亦可扩展到交流电路之中。 基尔霍夫第一定律的实质是稳恒电流情况下的电荷守恒定律,其中推

导过程中推出的重要方程是电流的连续性方程即SJ*dS=-dq/dt(第一个S是闭合曲面的积分号,J是电流密度矢量,*是矢量的点乘,dS是被积闭合曲面的面积元,dq/dt是闭合曲面内电量随时间的变化率)意思是说电流场的电流线是有头有尾的,凡是电流线发出的地方,该处的正电荷的电量随时间减少,电流线汇聚的地方,该处的正电荷的电量随时间增加对稳恒电流,电流密度不随时间变化,必有SJ*dS=-dq/dt=0,这就是稳恒电流的闭合性,同时也是基尔霍夫定律的推导基础基尔霍夫第二定律的实质是电力线闭合。 第二定律又称基尔霍夫电压定律,是电场为位场时电位的单值性在集总参数电路上的体现,其物理背景是能量守恒。基尔霍夫电压定律是确定电路中任意回路内各电压之间关系的定律,因此又称为回路电压定律,它的内容为:在任一瞬间,沿电路中的任一回路绕行一周,在该回路上电动势之和恒等于各电阻上的电压降之和,形象地说就是电力线闭合。也称作:克希荷夫电路定律。

基尔霍夫定律的实质研究

2012年第·12期太原城市职业技术学院学报 Journal of TaiYuan Urban Vocational college期 总第137期 Dec2012 [摘要]基尔霍夫电流定律的实质是电荷守恒定律,基尔霍夫电压定律的实质是能量守恒定律。本文从宏观和微观两个方面去研究。 [关键词]电荷守恒定律;能量守恒定律;基尔霍夫电流定律;基尔霍夫电压定律 [中图分类号]TM[文献标识码]A[文章编号]1673-0046(2012)12-0163-02 基尔霍夫定律的实质研究 刘爱萍 (晋中职业技术学院,山西晋中030600) 物理学的任务在于发现普遍适用的规律,这种规律 最简单的形式之一,就是某种物理量的守恒。基尔霍夫定律是电路计算的理论基础,需要用基尔霍夫定律对电路作定量的分析,因而用电荷守恒定律和能量守恒定律对它作更深入的研究是很有必要的。 一、基尔霍夫电流定律的实质是电荷守恒定律 电荷既不能创造,也不能消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,这就是电荷守恒定律。它是物理学最基本的定律之一。基尔霍夫电流定律为:在任一时刻,流入任一节点(或封闭面)全部支路电流的代数和等于零。基尔霍夫电流定律的实质是电荷守恒定律,这是因为对于一个节点或封闭面来说,它不可能储存电荷。 (一)电荷守恒定律在电路中的宏观体现 在电路中进入某一地方多少电荷,必定同时从该地方出去多少电荷。无论是抽象出来的电路节点还是包围电路的任一闭合面,流入量等于流出量,没有储存电荷,电流是电荷的运动形成的,基尔霍夫电流定律正好体现了这一无法证明的电荷守恒定律,守恒量是电荷。 (二)电荷守恒定律在电路中的微观体现 对于电路中的任一节点,在某一时刻,流进该节点的电流代数和为Σik(t)(k为节点处的支路数),等于单位时间内通过导体任一截面的电荷量,即dq/dt=Σik(t)(其中q为节点处的电荷)。而节点只是理想导体的汇合点,不可能积累电荷,电荷既不能创造,也不能消灭,因而节点处的dq/dt必须为零,即得:Σik(t)=0。即基尔霍夫电流定律是电荷守恒定律的体现。 二、基尔霍夫电压定律的实质是能量守恒定律 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的定律,自然界任何现象都符合这一定律。物体有许多不同的运动形式,每种运动形式都有一种对应的能,例如机械能、内能、电能、磁能、化学能、核能。 能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中,能量的总量不变,这就是能量守恒定律。它用于热现象的形式就是热力学第一定律,它用于磁现象的形式就是楞次定律,它用于运动的形式就是机械能守恒定律,它用于电路就是基尔霍夫电压定律。基尔霍夫电压定律是它的特例,它表述为:任意时刻沿任一回路中的所有支路电压的代数和为0。基尔霍夫电压定律的实质是能量守恒定律,这是因为当电荷在电场力的作用下沿着任一回路绕行一周后,其做功代数和为0。 (一)能量守恒定律在电路中的宏观体现 单位正电荷沿回路绕行一周的过程中,一部分电源消耗的非电能等于另一部分电源所储存的非电能与所有内外电阻上放出的焦耳热之和。 如图1所示电路中,Us1=130V、R1=1Ω为直流发电机的模型,电阻负载R3=24Ω,Us2=117V、R2=0.6Ω为蓄电池组的模型。 应用基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律列出方程式: 解得:I1=10A,I2=-5A,I3=5A。 电源Us1发出的功率为:Us1I1=130×10=1300W 电源Us2的功率为:Us2I2=117×(-5)=-585W(吸收功率) 即Us2接受功率585W。说明电源Us2不是输出功率,而是从外部输入功率,处于充电状态。 各电阻接受的功率为: 即电源Us1输出的功率等于各个电阻接受的功率与Us2吸收的功率之和。 可见,电源Us1输出的功率,一部分消耗在各个电阻 上, 另一部分输入电源Us2,为之充电。它是能量守恒定律在电路中的体现,也是非电能与热能之间的转换。从一种形式转化为其他形式,在转化的过程中,能量的总量不变。 如图2元件1吸收功率500W,元件3、4分别发生功率400W和150W,由于电路也遵守能量守恒定律,则 163 ··

运用基尔霍夫电压定律解题定

项目三、复杂直流电路 【项目描述】本项目着重介绍复杂直流电路的基本分析和计算方法,其中以支路电流法最为基本。这些分析方法不仅适用于直流电路,而且也适用于交流电路,因此必须牢固掌握,要能运用支路电流法分析计算两个网孔的电路。另外,为迎接期中考试,把前面学过的内容复习了一遍。 任务一:基尔霍夫电流定律(2课时) 任务二:基尔霍夫电压定律(2课时) 任务三:支路电流法(2课时) 任务四:测验(2课时) 任务五:电容器和电容(2课时) 任务六:磁场和磁路(2课时) 实习停课一周 【学习目标】掌握节点、支路、回路、网孔的概念 熟练掌握基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律 能运用支路电流法分析计算两个网孔的电路 【重点难点】掌握基尔霍夫定律及其应用。 学会应用支路电流法分析计算复杂直流电路。 【能力目标】能运用基尔霍夫定律检查实验数据的合理性,加深对电路定律的理解 【安全、健康、环保教育】通过做实验提高专业认识,并在实验过程中学会遵守室场管理规定,学会安全用电,学会节约用电,学会文明操作。 任务一:基尔霍夫电流定律(2课时) 【课堂导入】十字路口的车辆川流不息,进入路口的车辆等于驶离路口的车辆数,电路中也有类似的定律——基尔霍夫定律。基尔霍夫定律具体指哪两种定律? 【前置作业】 1、简述支路、节点、回路和网孔的概念。 2、基尔霍夫电流定律的内容是什么?有哪两种表述方法? 3、使用基尔霍夫电流定律时应注意什么? 【学生课堂展示】(学生解决前置作业) 1、大部分同学通过预习课本内容及联系实际生活中遇到的情况来解决前置作业;组员之间进行分工协作、各小组长进行评分,最后由老师评分、小结。 2、知识点拓展如下: 新授课 一、支路、节点、回路和网孔的概念(举例说明概念) 支路:电路中具有两个端钮且通过同一电流的无分支电路。如图 3 - 1 电路中的ED、AB、FC 均为支路,该电路的支路数目b = 3。 节点:电路中三条或三条以上支路的连接点。如图3 - 1电路的节点为A、B 两点,该电路的节点数目n = 2 。 回路:电路中任一闭合的路径。如图3-1 电路中的CDEFC、AFCBA、EABDE 路径均为回路,该电路的回路数目l = 3。 网孔:不含有分支的闭合回路。如图3-1 电路中的AFCBA、EABDE 回路均为网孔,

(完整版)基尔霍夫定律练习题

基尔霍夫定律 一.填空题 1.能应用 电路和 电路 的规律进行分析和计算的电路,叫简单电路.这种电路可用 定律进行分析和计算.不能应用 电路和 电路的规律进行分析和计算的电路叫复杂电路,适用此电路重要定律是 . 2.三个或三个以上电流的汇聚点叫 .两个 节点间的任一电流所经过的路径叫 .电路中从某一节点出发,任意绕行回到原出发点的闭合路径叫 .最简单的回路叫 .任何一个独立的回路中,必须至少包含一条其它 中没有用过的新 . 3. 基尔霍夫第一定律也叫 定律 ,可用字母 表示.其数学表达式Σ.I=0含义是:进某一 的全部电流之和恒等于零;数学表达式ΣI 入=ΣI 出的含义是:进入某一节点的全部电流之际 恒等于流出该节点的全部电流之 . 4. 基尔霍夫第二定律也叫 定律 ,可用字母 表示.其数学表达式.ΣU=0含义是:沿回路绕行一周,沿途各部分 的 恒等于零;数学表达式ΣE=ΣIR 的含义:沿回路绕行一周,沿途各电动势的 恒等于沿途各 两端电压的 . 5.应用基尔霍夫定律列节点电流方程时,若电路中有n 个节点,就可以列出 个 的节点电流方程,若电路 中有m 条支路,应该列出 个 的回路电压方程. 6.如果某复杂电路有3个节点,3个子网孔,5条支路,要采用支路电流法求解各支路电流共应列出其 个方程.其中,节点电流方程 个,回路电压方程 个. 7. 基尔霍定律是进行电路 和 的 的最 的定律.它适合于 电路. 8.如图.有 个节点,其中独立的节点 个,有 条支路;有 个回路,有 网孔. 9.如图,应用支路电流法求解的五个方程应是.(1) (2) (3) (4) (5) . 10.电路中各点的电位都是 ,参考点而言的.如果事先没有指 ,谈电路中某点电位就毫无意义了.在计算电路中某点电位时,必须首先确定该电路 的 .电位的高低与计算时绕行 和参考点的 有关,而与绕行的 无关. 二.选择题 A直流电路B交流电路C简单电路D.复杂电路E.线性电路F.非线性电路 2.如图.为某一电路中的一个节点,则I4是( ) 3.如图,E1=10V,E2=25V,R1=5Ω,R2=10Ω,I=3A,则I 1与I 2分别是( ) A.1A,2A B.2A,1A C.3A,0A D.0A, 3A 4.如图,E 1=12V,E 2=9V ,R 1=R 6=1Ω,R 2=0.5Ω,R 3=5Ω,R 4=6Ω,R 5=3Ω,则A,B 两点电位( ) A.V A >V B ,B,V A

高二物理 第六讲 基尔霍夫定律

第六讲 基尔霍夫定律和戴维南定理 1 基尔霍夫定律 1.1基尔霍夫第一定律 对电路中任何一个节点,流出的电流之和等于流入电流之和。 ∑∑=出入j i I I 或可表达为:汇于节点的各支路电流强度的代数和为零。 ∑=±0i I 若规定流入电流为正号,则从节点流出的电流强度为负号。对于有n 个节点的完整回路,可列出n 个方程,实际上只有1-n 个方程是独立的。 1.2基尔霍夫第二定律 沿回路环绕一周,电势降落的代数和为零,即 ()∑∑=±+±0j j i R I E 对于给定的回路绕行方向,理想电源,从正极到负极,电势降落为正,反之为负;对电阻及内阻,若沿电流方向则电势降落为正,反之为负。若复杂电路包括m 个独立回路,则有m 个独立回路方程。 【例1】如图1所示电路中,已知E 1=32V ,E 2=24V ,电源内阻均不计,R 1=5Ω,R 2=6Ω,R 3=54Ω求各支路的电流。 解: 题中电路共有2个节点,故可列出一个节点方程。而支路3个,只有二个独立的回路,因而能列出两个回路方程。三个方程恰好满足求解条件。 规定321I I I 、、正方向如图所示,则有 0321=-+I I I 两个独立回路,有 0112221=+-+-R I R I E E 033222=++-R I R I E 联解方程得:I 1=1A ,I 2=-0.5A ,I 3=0.5A 2I <0,说明2I 实际电流方向与图中所假定电流方向相反。 2 戴维南定理 实际的直流电源可以看作电动势为E ,内阻为零的恒压源与内阻r 的串联,如图2所示,这部分电路被称为电压源。 不论外电阻R 如何,总是提供不变电流的理想电源为恒流源。实际电源E 、r 对外电阻R 提供电流I 为 r R r r E r R E I +? =+= 其中E /r 为电源短路电流0I ,因而实际电源可看作是一定的内阻与恒流源并联的电流源,如图3所示。 实际的电源既可看作电压源,又可看作电流源,电流源与电压 源等效的条件是电流源中恒流源的电流等于电压源的短路电流。利 用电压源与电流源的等效性可使某些电路的计算简化。 2.1等效电压源定理 又叫戴维南定理,内容是:两端有源网络可等效于一个电压源, 其电动势等于网络的开路电压,内阻等于从网络两端看除电源以外网络的电阻。 图3 图2 I 3 R 图1

浅析基尔霍夫定律的理解与应用

浅析基尔霍夫定律的理解与应用 摘要:基尔霍夫定律是电路的基本定律,是分析计算电路的重要工具。基尔霍夫定律反映的是电路中各支路电流之间的约束关系或各部分电压之间的约束的关系,与电路中连接的是什么元件(元件小性质)无关分析复杂电路分析复杂电路可见在电路理论中基尔霍夫定律占有重要地位,可以说它是分析求解电路的万能钥匙,所以我们必须深刻的理解和熟练的应用。 关键词:基尔霍夫定律、理解、应用。 一、基尔霍夫定律的理解 (一)、基尔霍夫定律的基础 基尔霍夫定律是描述电路中电压、电流遵循的最基本的规律。在介绍基尔霍夫定律之前,首先介绍若干表述电路结构的名词。 1、支路 2、节点 3、回路 4、网孔 1、支路:单个或若干个元件串联成的分支称为一条支路。例如上图所示电路中含有6条支路:和电压源串联成一条支路;和电压源串联成一条支路;、、 和分别单独成为一条支路。 2、节点:三条或三条以上的支路的联接点称为节点。图1-4-1中含有4个节点①②③ ④ 。

3、回路:由若干支路组成的闭合路径。在图1-4-1所示电路中,和、、所在的三条支路组成一个回路;和、和、所在的三条支路组成一个回路;、 、和、所在的四条支路也组成回路。 4网孔:回路内部不含有支路的回路称为网孔。上述的和、、所在的三条 支 路组成的回路就是网孔。 (二)、基尔霍夫定律的基本内容 1.节点电流定律: 对于任意一个节点或封闭面有:流进节点(或封闭面)的电流等于 流出节点(或封闭面)的电流。 即:∑I入=∑I出 如果流进节点(或封闭面)的电流为正,则流出节点(或封闭面)的电流为负,则电 流定律的另一个表达式为: ∑I入—∑I出=0 即:∑I=02. 2. 回路电压定律: 对于电路中的任意一个回路(此回路断开与否均可)。 有:电动势的代数和等于电压降的代数和。其数学表达式为: ∑E=∑IR=∑U 电动势和电压降的正负由方向确定,即电动势和电压降的正方向与回路的循行方向一 致时取正,反之取负。 (三)、基尔霍夫定律基本内容的论述 基尔霍夫电流定律是电荷守恒法则运用于集总电路的结果。电荷守恒的意思是:电荷既不能创生也不能消灭。对于集总电路中的任一节点,在某一时刻,流进该节点的电流代数和为Σi (t),即:dq/dt=Zi k(t)(其中q为节点处的电荷)。而节点只是理想导体的汇合点,不可能积累电荷,电荷既不能创生,也不能消灭,因而节点处的dq/dt必须为零,即得:Σi (t)=0(式中i (t)为流出或流人节点的第K条支路的电流,K为节点处的支路数)。KCL定律指出:任一瞬间,流入一个电路节点电路节点的电流代数和为零,KCL定律也可以推广应用到电路中任意假设的电流总和等于从该电路节点流出的电流总和,或表述为,所有流入和流出一个封闭界面的电流相等。即如下图中的流入和流出单元电路的各条支路的电流总和为零。

实验二 基尔霍夫电压定律的验证实验

实验二基尔霍夫电压定律的验证实验 一、实验目的 1、通过实验验证基尔霍夫电压定律,巩固所学的理论知识。 2、加深对参考方向概念的理解。 二、实验原理 1、基尔霍夫定律: 基尔霍夫电压定律为ΣU = 0,应用于回路。基尔霍夫定律是分析与计算电路的基本重要定律之一。 图2-1 两个电压源电路图图2-2 基尔霍夫电流定律 2、基尔霍夫电压定律(Kirchhoff's V oltage law)可简写为KVL: 基尔霍夫电压定律,从回路中任意一点出发,以顺时针方向或逆时针方向沿回路循行一周,则在这个方向上的电位升之和应该等于电位降之和。就是在任一瞬时。沿任一回路循行方向(顺时方向或逆时方向),回路中各段电压的代数和恒等于零。(如果规定电位升为正号则电位降为负号)。在电阻电路中的另一种表达式,就是在任一回路循行方向上,回路中电动势的代数和等于电阻上电压降的代数和。在图2-1所示电路中,对回路adbca由图2-2可以写出 U2 + U3 = U1 + U4 U2 + U3-U1-U4 = 0 即ΣU = 0 上式可改为 E1-E2-I1R1 + I2R2 = 0 E1-E2 = I1R1-I2R2 即ΣE = Σ(IR) 4、参考方向: 为研究问题方便,人们通常在电路中假定一个方向为参考,称为参考方向。 (1) 若流入节点的电流取正号,则流出节点的电流取负号。 (2) 任一回路中,凡电压的参考方向与回路绕行方向一致者,则此电压的前面取正号,电压的参考方向与回路绕行方向相反者,前面取负号。 (3) 任一回路中电流的参考方向与回路绕行方向一致者,前面取正号,相反者前面取负号。在实际测量电路中的电流或电压时,当电路中所测的电流或电压的实际方向与参考方向相同时取正值,其实际方向与参考方向相反时取负值。

基尔霍夫定律基础知识

基尔霍夫定律 基尔霍夫定律是德国物理学家基尔霍夫提出的。它既可以用于直流电路的分析,也可以用于交流电路的分析,还可以用于含有电子元件的非线性电路的分析。运用基尔霍夫定律进行电路分析时,仅与电路的连接方式有关,而与构成该电路的元器件具有什么样的性质无关。基尔霍夫定律是电路理论中最基本也是最重要的定律之一。它概括了电路中电流和电压分别遵循的基本规律。它包括基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)。 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。基尔霍夫定律建立在电荷守恒定律、欧姆定律及电压环路定理的基础之上,在稳恒电流条件下严格成立。当基尔霍夫第一、第二方程组联合使用时,可正确迅速地计算出电路中各支路的电流值。由于似稳电流(低频交流电)具有的电磁波长远大于电路的尺度,所以它在电路中每一瞬间的电流与电压均能在足够好的程度上满足基尔霍夫定律。因此,基尔霍夫定律的应用范围亦可扩展到交流电路之中。 基本概念: 1、支路: (1)每个元件就是一条支路 (2)串联的元件我们视它为一条支路 (3)流入等于流出的电流的支路。 2、节点: (1)支路与支路的连接点 (2)两条以上的支路的连接点 (3)广义节点(任意闭合面)。 3、回路: (1)闭合的支路 (2)闭合节点的集合。 4、网孔: (1)其内部不包含任何支路的回路 (2)网孔一定是回路,但回路不一定是网孔。 主要内容: 基尔霍夫第一定律 第一定律又称基尔霍夫电流定律,简记为KCL,是电流的连续性在集总参数电路上的体现,其物理背景是电荷守恒公理。基尔霍夫电流定律是确定电路中任意节点处各支路电流之间关系的定律,因此又称为节点电流定律,它的内容为:在任一瞬时,流向某一结点的电流之和恒等于由该结点流出的电流之和,即:

基尔霍夫定律及基尔霍夫定律推导

基尔霍夫定律及基尔霍夫定律推导 基尔霍夫定律是电路中电压和电流所遵循的基本规律,是分析和计算较为复杂电路的基础,1845年由德国物理学家基尔霍夫提出。它既可以用于直流电路的分析,也可以用于交流电路的分析,还可以用于含有电子元件的非线性电路的分析。运用基尔霍夫定律进行电路分析时,仅与电路的连接方式有关,而与构成该电路的元器件具有什么样的性质无关。基尔霍夫定律包括电流定律(KCL)和电压定律(KVL),前者应用于电路中的节点而后者应用于电路中的回路。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。基尔霍夫定律建立在电荷守恒定律、欧姆定律及电压环路定理的基础之上,在稳恒电流条件下严格成立。当基尔霍夫第一、第二方程组联合使用时,可正确迅速地计算出电路中各支路的电流值。由于似稳电流(低频交流电)具有的电磁波长远大于电路的尺度,所以它在电路中每一瞬间的电流与电压均能在足够好的程度上满足基尔霍夫定律。因此,基尔霍夫定律的应用范围亦可扩展到交流电路之中。 基尔霍夫第一定律的实质是稳恒电流情况下的电荷守恒定律,其中推

导过程中推出的重要方程是电流的连续性方程即SJ*dS=-dq/dt(第一个S是闭合曲面的积分号,J是电流密度矢量,*是矢量的点乘,dS是被积闭合曲面的面积元,dq/dt是闭合曲面内电量随时间的变化率)意思是说电流场的电流线是有头有尾的,凡是电流线发出的地方,该处的正电荷的电量随时间减少,电流线汇聚的地方,该处的正电荷的电量随时间增加对稳恒电流,电流密度不随时间变化,必有SJ*dS=-dq/dt=0,这就是稳恒电流的闭合性,同时也是基尔霍夫定律的推导基础基尔霍夫第二定律的实质是电力线闭合。 第二定律又称基尔霍夫电压定律,是电场为位场时电位的单值性在集总参数电路上的体现,其物理背景是能量守恒。基尔霍夫电压定律是确定电路中任意回路内各电压之间关系的定律,因此又称为回路电压定律,它的内容为:在任一瞬间,沿电路中的任一回路绕行一周,在该回路上电动势之和恒等于各电阻上的电压降之和,形象地说就是电力线闭合。也称作:克希荷夫电路定律。

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