基尔霍夫定律.ppt

1.基尔霍夫定律基尔霍夫定律教学目标：1、理解支路、节点、回路、网孔等基本概念；2、掌握基尔霍夫定律的内容、表达式；3、掌握应用基尔霍夫定律列节点电流方程和回路电压方程的方法；4、能运用基尔霍夫定律对一般复杂电路进行分析计算。2.基尔霍夫定律基尔霍夫定律复习旧知1 1、什么叫全电路欧姆定律？其表达式是什么？2 2、电阻串联、并联电路有何特点？全电路电路欧姆定律的内容：表达式：全电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比。3.基尔霍夫定律基尔霍夫定律复习旧知串联电路的特点：电路中各处的电流相等；电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和；总电阻等于各分电阻之和；串联电阻具有分压作用，阻值大的电阻分得的电压大。并联电路的特点：电路中各支路两端的电压相等；电路的总电流等于各支路的电流之和；总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和；并联电阻具有分流作用，阻值大的电阻分得的电流小。4.基尔霍夫定律基尔霍夫定律简单电路：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。知识回顾 引入新课R1 E1 E2R2R3R1 ER2R35.基尔霍夫定律基尔霍夫定律新课导入 是否所有的电路都可以用我们已学的欧姆定律、串并联电路的关系来分析和计算呢？你能求出电路中电流I I1 1、I I2 2、I I3 3的大小吗？想一想？6.基尔霍夫定律基尔霍夫定律一、复杂电路中的基本概念2.2.节点：三条或三条以上支路的会聚的点。1.1.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：E E1 1和R R1 1串联构成一条支路上图中A 和 B 为节点；下图中 a为节点。E E2 2和R R2 2串联构成一条支路R R3 3单独构成另一条支路3R1E1E2R2R3ABI I1 1I I2 2I I3 3I I4 4I I4 4a a思考同一支路中的电流有什么关系？7.基尔霍夫定律基尔霍夫定律 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 AA N C B A3M N C D M一、复杂电路中的基本概念R1E1E2R2R3ABCDMN4.网孔：内部不含有支路的回路。思考网孔和回路有什么关系？上述的回路中哪些是网孔？回路和网孔都是由支路构成的闭合路径，回路内部可以含有支路，网孔内部不能含有支路，这是回路和网孔的区别。8.基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫电流定律(KCL)(KCL)内容 电路中任意一个节点上，流入节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。即 I流入 I流出例如图中，在节点A上：流入有：I I1 1 I I3 3 流出有：I I2 2 I I4 4 I I5 5 所以根据定律：I I1 1I I3 3 I I2 2I I4 4I I5 5 9.基尔霍夫定律基尔霍夫定律变形得：I1+I3+(-I2)+(-I4)+(-I5)=0 如果规定流入节点的电流为正，流出节点的电流为负，则可得出下面的结论：I I=0=0 即电流定律的第二种表述：在任一时刻，连接在电路中任一节点上的各支路电流代数和等 于零。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（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），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。10.基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫电流定律的应用例：求电路中的电流I I1和I I23A10A5A10A2AI I1 1I I2 2分析：电路中有两个节点，为A、BABI I1 1为节点A一支路电流，其它支路电流已知I I2 2为节点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AI I1 1=3A+10A+5A=3A+10A+5A对节点B5A5A=I=I2 2+2A+10A+2A+10A=18A=18A整理：I I2 2=5A-2A-10A5A-2A-10A=-7A=-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11.基尔霍夫定律基尔霍夫定律如图所示电桥电路，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：在节点a上：I1=I2+I3，则I2=I1 I3=25 16=9 mA 在节点d上：I1=I4+I5，则I5=I1 I4=25 12=13 mA 在节点b上：I2=I6+I5，则I6=I2 I5=9 13=4 mA 电流I I2 2与I I5 5均为正数，表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相同，I I6 6为负数，表明它的实际方向与图中所标定的参考方向相反。12.基尔霍夫定律基尔霍夫定律定律（KVLKVL）内容：在任意回路中，从一点出发绕回路一周回到该点时，各段电压（电压降）的代数各等于零。公式：列回路电压方程的方法：（a a）任意选定未知电流的参考方向；（b b）任意选定回路的绕行方向；（c c）确定电阻电压正负（若绕行方向与电流参考方向相同，电阻电压取正值；反之取负值）；（d d）确定电源电动势正负（若绕行方向与电动势方向（由负极指向正极）相反，电动势取正值；反之取负值）。13.基尔霍夫定律基尔霍夫定律I I1 1I I3 3a aI I2 2U US1S1U US2S2R R1 1R R2 2R R3 3b bc cd d思考：右图abcdaabcda回路的电压方程如何写？按标注方向循环一周，根据电压与电流的参考方向可得：U Uabab+U+Ubcbc+U+Ucdcd+U+Udada=0=0由于U Uabab=-I=-I2 2R R2 2、U Ubcbc=-Us=-Us2 2、U Ucdcd=-Us=-Us1 1、U Udada=I=I1 1R R1 1，分别代入上式可得 I I1 1R R1 1-I-I2 2R R2 2+Us+Us2 2-Us-Us1 1=0=014.基尔霍夫定律基尔霍夫定律三、基尔霍夫定律的应用支路电流法：以各条支路电流为未知量，根据基尔霍夫定律列出联立方程组求解各支路电流的分析方法。用基尔霍夫定律解题的步骤：（1 1）标出各支路的电流方向和网孔电压的绕向。（2 2）用基尔霍夫电流定律列出节点电流方程式（若电路有m m个节点，只需列出任意(m m 1)1)个独立节点的电流方程）。（3 3）用基尔霍夫电压定律列出网孔的回路电压方程（条n n支路列n-n-（m-1m-1）个方程）。（4 4）联立方程求解支路的电流（n n条支路列n n个方程）。（5 5）确定各支路电流的实际方向。当支路电流计算结果为正值时，其实际方向与假设的参考方向相同，反之则相反。15.基尔霍夫定律基尔霍夫定律如图所示电路，试求：各支路电流I1、I2、I3。I I3 3I I1 1I I2 2R R2 23 3R R1 11212R R3 36 6E E1 142V42VE E2 221V21V 解：该电路支路数n=3、节点数m=2，所以应列出1 个节点电流方程和2个网孔的电压方程，网孔均以顺时针方向绕行。列出方程：(1)I1=I2+I3(任一节点)(2)R1I1+R2I2 E1 E2=0 (网孔1)(3)R3I3 R2I2+E2=0 (网孔2)代入已知数据，解得：I1=4 A，I2=5 A，I3=1 A。电流I1与I2均为正数，表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相同，I3为负数，表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相反。16.基尔霍夫定律基尔霍夫定律1、求图a电路中的电流I I1和I I2 2的大小和方向。3A10A5A10A2AI I1 1I I2 2AB2、求图b电路中的各支路电流。已知E1130V，E2117V，Rc1=1K，Rc2=0.6K，RL=24K。E1E2Rc1Rc2RLABCDEF练习17.