基尔霍夫电流定律.ppt

EXIT 基尔霍夫定律基尔霍夫定律EXIT古斯塔夫古斯塔夫罗伯特罗伯特基尔霍夫基尔霍夫 德国物理学家、化学家和天文学家，德国物理学家、化学家和天文学家，18471847年年毕业于柯尼斯堡大学。毕业后任柏林大学的临时毕业于柯尼斯堡大学。毕业后任柏林大学的临时讲师。讲师。18501850年任布雷斯劳大学的非常任教授。年任布雷斯劳大学的非常任教授。18541854年任海德堡大学教授。年任海德堡大学教授。18751875年因事故致残不年因事故致残不能作实验，转到柏林大学任理论物理学教授。能作实验，转到柏林大学任理论物理学教授。18751875年当选为英国皇家学会会员。主要从事光谱、年当选为英国皇家学会会员。主要从事光谱、辐射和电学方面的研究。辐射和电学方面的研究。他他18451845年提出基尔霍夫电流定律、基尔霍夫年提出基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电路定律电压定律和基尔霍夫电路定律,发展了欧姆定律发展了欧姆定律,对电路理论有重大贡献。对电路理论有重大贡献。18581858年提出基尔霍夫辐年提出基尔霍夫辐射定律。射定律。18591859年发明分光仪，与化学家年发明分光仪，与化学家R.W.R.W.本生本生共同创立了光谱分析法，并用此法发现了元素铯共同创立了光谱分析法，并用此法发现了元素铯(1860)(1860)和铷和铷(1861)(1861)。他并将光谱分析应用于太阳。他并将光谱分析应用于太阳的组成上。他将太阳光谱与地球上的几十种元素的组成上。他将太阳光谱与地球上的几十种元素的光谱加以比较，从而发现太阳上有许多地球上的光谱加以比较，从而发现太阳上有许多地球上常见的元素，如钠、镁、铜、锌、钡、镍等。常见的元素，如钠、镁、铜、锌、钡、镍等。EXIT简单电路：简单电路：一个电源和多个电阻一个电源和多个电阻组成的，可以用电阻的串、并联组成的，可以用电阻的串、并联简化并利用欧姆定律进行计算的简化并利用欧姆定律进行计算的电路。电路。复杂电路：复杂电路：两个以上含有电源两个以上含有电源的支路组成的多回路电路，不的支路组成的多回路电路，不能运用电阻的串、并联分析方能运用电阻的串、并联分析方法简化成一个简单回路的电路。法简化成一个简单回路的电路。知识回顾知识回顾 引入新课引入新课R1 E1 E2R2R3R1 ER2R3EXIT 一、电路的常用术语一、电路的常用术语 支路、节点、回路、网孔支路、节点、回路、网孔 二、基尔霍夫电流定律二、基尔霍夫电流定律 教学内容教学内容EXIT一、电路的常用一、电路的常用术语术语 1.支支路路：一一个个或或几几个个二二端端元元件件串串联联构构成成的的一一段段电电路路称为支路。称为支路。I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-abab、acac、adad、bcbc、bdbd、cdcdEXIT一、复杂电路中的几个基本概念1 1、支路：由一个或几个元件、支路：由一个或几个元件首尾相接构成的无分支电路。首尾相接构成的无分支电路。右图中有右图中有 条支路：条支路：E E1 1和和R R1 1串联构成一条支路串联构成一条支路E E2 2和和R R2 2串联构成一条支路串联构成一条支路R R3 3单独构成另一条支路单独构成另一条支路3R1E1E2R2R3AB思考思考同一支路中的电流有什么关系？同一支路中的电流有什么关系？相同相同EXIT 2.节节点点：电电路路中中三三条条及及三条以上支路的连接点三条以上支路的连接点.a ab bc c d dI3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-一、电路的常用一、电路的常用术语术语abab、acac、adadbaba、bcbc、bdbdcbcb、cdcd、cacadada、dbdb、dcdcEXIT 3.回回路路：由由一一条条或或多多条条支支路路组组成成的的闭闭合合路路径径称称为为回回路。路。abdaabda、bcdbbcdb、adca adca abcdaabcda、abca abca、abdcaabdca、bcadbbcadbI3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-一、电路的常用一、电路的常用术语术语EXIT4.4.网网孔孔：网网孔孔是是回回路路的的一一种种。将将电电路路画画在在平平面面上上,在在回回路路内内部部不不另另含含有有支支路路的回路称为网孔。的回路称为网孔。abdaabda、bcdbbcdb、adcaadcaabcda abcda bdbdabca abca ad bd cdad bd cdabdca abdca adadbcadb bcadb cd cd一、电路的常用一、电路的常用术语术语I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-EXIT 3、回路：电路中从任一点出发，沿支路经一电路中从任一点出发，沿支路经一定路径又回到该点形成的闭合路径。或说由支定路径又回到该点形成的闭合路径。或说由支路构成的任一闭合路径。路构成的任一闭合路径。右图中，共有右图中，共有 个回路，分别是：个回路，分别是：A AB BD DM MA AA AN NC CB BA AM MA AN NC CB BD DM MR1E1E2R2R3A AB BC CD DM MN N4 4、网孔：最简单的、不可再分的回路、网孔：最简单的、不可再分的回路。思考思考网孔和回路有什么关系？网孔和回路有什么关系？上述回路中哪些是网孔？上述回路中哪些是网孔？3EXIT1.电路中有几条支电路中有几条支路？路？CDCD段是不段是不是支路？是支路？（5 5 ）2.有几个节点？有几个节点？（2 2 ）3.有几个回路？有几个回路？（6 6 ）4.有几个网孔？有几个网孔？（3 3 ）问题与讨论问题与讨论问题与讨论问题与讨论A AB BC CD DEXITEXIT 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(简称简称KCL)表述为：表述为：在任一瞬间，流在任一瞬间，流进某一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和。进某一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和。二、基尔霍夫电流定律二、基尔霍夫电流定律 （KCLKCL）即即即即:入入入入=出出出出注：在写方程时，如把流出节点的电流视为正，则注：在写方程时，如把流出节点的电流视为正，则流入节点的电流则需取为负；反之则相反。流入节点的电流则需取为负；反之则相反。即：即：即：即：k k=0=0在任一瞬间，一个节点上电流的代数和为在任一瞬间，一个节点上电流的代数和为 0。入入入入-出出出出=0=0=0=0EXIT（一）、基尔霍夫电流定律（节点电流定律（一）、基尔霍夫电流定律（节点电流定律KCLKCL）1 1、第一种表述：、第一种表述：电路中任意节点上，在任一时刻，电路中任意节点上，在任一时刻，流入节点的电流之和，恒等于流出该节点的电流之流入节点的电流之和，恒等于流出该节点的电流之和。和。在节点在节点A A上有：上有：I I1 1I I3 3 I I2 2I I4 4I I5 5 移项后就得到另一种表述。移项后就得到另一种表述。即：即：II入入 =II出出 EXIT2 2、第二种表述：、第二种表述：在任何时刻，电路中流过任一节在任何时刻，电路中流过任一节点的电流的代数和恒等于零。点的电流的代数和恒等于零。节点节点A A：I I1 1-I I2 2+I I3 3-I I4 4-I I5 5 0 0 列方程时：列方程时：若规定流入节若规定流入节点的电流前面取点的电流前面取“”号，则流号，则流出该节点的电流前面取出该节点的电流前面取“”号，号，反之亦可。反之亦可。即：即：I=0I=0C C C C D D C C T T r r a a i i n n i i n n g g C C e e n n t t e e r r、S S i i c c h h u u a a n n P P e e t t r r o o l l e e u u mm S S c c h h o o o o l l EXIT【例例】图示电路中，图示电路中，I I1 1=2A=2A，I I2 2=-3A=-3A，I I3 3=-2A=-2A，求电流，求电流I I4 4。解解:由基尔霍夫第一定律可知由基尔霍夫第一定律可知代入已知值代入已知值可得可得EXIT【例例】电路如图所示，求电流电路如图所示，求电流I I3 3。解解:对对A A节点节点因为因为I I1 1=I I2 2，所以，所以I I3 3=0=0。同理，对同理，对B B节点节点因为因为I I4 4=I I5 5，也得，也得I I3 3=0=0。由此可知，没有构成回路的单支路电流为零。由此可知，没有构成回路的单支路电流为零。EXIT【例例】下图所示电路中，若电流下图所示电路中，若电流I IA A=1A=1A，I IB B=-5A=-5A，I ICACA=2A=2A，求电流，求电流I IC C、I IABAB和和I IBCBC。解解:由由可得可得EXIT电路如图所示。根据已知支路电流求出电路如图所示。根据已知支路电流求出其它支路电流。其它支路电流。依次对图中节点列依次对图中节点列KCL方程得方程得 节点节点：节点节点：节点节点：节点节点：节点节点：若此题只求电流若此题只求电流 i5，对闭对闭合合边边界界 S 列写列写 KCL 方程，一步便得方程，一步便得 1A3A2A4A-5A-11A1i2i3i4i5iEXITABiABiiABi3i2i1两条支路电流大小相等，两条支路电流大小相等，一个流入，一个流出。一个流入，一个流出。只有一条支路相连，则只有一条支路相连，则 i=0。流入和流出封闭面电流入和流出封闭面电流入和流出封闭面电流入和流出封闭面电流的代数和为零。流的代数和为零。流的代数和为零。流的代数和为零。EXIT应用方法与步骤：确定节点；确定流入节点与流出节点的电流方向；根据节点电流定律列出节点电流方程；解方程，求出未知电流的大小与方向（正值表示假设的电流方向与实际电流方向一致，负值则表示假设的电流方向与实际电流方向相反）。EXIT举例：求电路中的电流举例：求电路中的电流I I1和和I I2-3A10A5A10A2AI I1 1I I2 2AB解：解：对节点对节点A：I I1 1=-3A+10A+5A=-3A+10A+5A对节点对节点B：5A 5A=I=I2 2+2A+10A+2A+10A=12A=12A整理：整理：I I2 2=5A-2A-10A5A-2A-10A=-7A=-7A注意：注意：应用基尔霍夫电流定应用基尔霍夫电流定律时必须首先假设电流的参律时必须首先假设电流的参考方向，然后列写方程并代考方向，然后列写方程并代入电流数值计算。若求出电入电流数值计算。若求出电流为负值，则说明该电流实流为负值，则说明该电流实际方向与假设的参考方向相际方向与假设的参考方向相反。反。可知：可知：I I1 1的实际方向与参考方的实际方向与参考方向相同；向相同；I I2 2的实际方向与参考的实际方向与参考方向相反方向相反,是流向节点是流向节点B B的。的。EXIT小 结 一、电路的常用术语一、电路的常用术语 支路、节点、回路、网孔 二、基尔霍夫电流定律二、基尔霍夫电流定律 即即即即:入入入入=出出出出EXIT？1、如下图所示直流电路，已知I5=2A，I6=4A，I7=8A。利用节点电流定律求I1、I2、I3、I4的值。I6I3I5I2I1I7I4CBAD