2022-2023学年高二物理竞赛课件：电路基本定律及分析方法

电路基本定律及分析方法 电路基本定律及分析方法 重点内容 1.基尔霍夫定律：基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律； 2.支路电流法、叠加定理和戴维宁定理。 第二章 电路基本定律及分析方法 基尔霍夫定律（Kirchhoff’s laws） （也称克希荷夫定律）--交直流电路均适用 名词解释： 结点(node):电路中3个或3个以上电路元件的连接点。 支路(branch):两个结点之间的每一条分支电路。 回路(loop):由电路元件组成的闭合路径。 网孔(mesh):未被任何支路分割的回路。 结点：几个？ 支路：几条？ 回路：几个？ 网孔：几个？ 2个 3条 3个 2个 a I1 I2 U2 + _ R1 R3 R2 + _ I3 b U1 c d 第二章 电路基本定律及分析方法 练习题 结点：几个？ 支路：几条？ 回路：几个？ 网孔：几个？ 4个 6条 7个 3个 I3 E4 E3 _ + R3 R6 + R4 R5 R1 R2 a b c d I1 I2 I5 I6 I4 - 第二章 电路基本定律及分析方法 公式：Σi=0 2.1 基尔霍夫电流定律 （Kirchhoff’s Current Law-KCL） ---应用于结点 在电路的任何一个结点上，同一瞬间电流的代数和等于零。 在直流电路中，ΣI=0 规定： 流入结点的电流前加“+”； 流出结点的电流前加“-”。 a I1 I2 U2 + _ R1 R3 R2 + _ I3 b U1 a: I1+I2-I3=0 b: -I1-I2+I3=0 只有1个独立方程 第二章 电路基本定律及分析方法 4个结点:a,b,c,d 练习题 列KCL方程 a: -I1+I3+I4=0 I1=I3+I4 b: I1-I2+I6=0 c: I2-I3-I5=0 d: -I4+I5-I6=0 ΣI=0 或写成ΣI流入=ΣI流出 其中只有3个独立方程 I3 E4 E3 _ + R3 R6 + R4 R5 R1 R2 a b c d I1 I2 I5 I6 I4 - 第二章 电路基本定律及分析方法 电流定律还可以扩展到电路的任意假定封闭面。 I1+I2=I3 I1 I2 I3 广义结点 IC IE IB IC IB IE IC＋IB= IE 第二章 电路基本定律及分析方法 解 I1 I2 I3 I4 由基尔霍夫电流定律可列出 I1＋I3＝ I2 + I4 可得 I4＝3A 如图所示，I1＝2A，I2＝－3A，I3＝－2A，试求I4。 例1 第二章 电路基本定律及分析方法 ［解］由KCL方程： I6＝I4－I1 ＝ (－5－3 ) A ＝－8 A ［例2］ 在图示部分电路中，已知 I1＝3 A， I4＝－5 A， I5＝8 A 。试求 I2 ，I3 和 I6 。 a I1 I3 I2 I4 I5 I6 c b I2＝I5－I4 ＝［8－(－5 ) ］A ＝13 A I3＝I6－I5 ＝ (－8－8 ) A ＝ － 16 A 或由广义结点得 I3＝－I1－I2＝ (－3－13 ) A ＝－16 A a: I1+I6=I4 b: I2+I4=I5 c: I3+I5=I6 第二章 电路基本定律及分析方法 公式：Σu=0 2.2 基尔霍夫电压定律 （Kirchhoff’s Voltage Law-KVL） ---应用于回路 任一回路中，沿同一循行方向，同一瞬间电压的代数和为零。 在直流电路中,ΣU=0 I1 I2 U2 a + _ R1 R3 R2 + _ I3 b U1 指定回路的循行方向，支路电压(电流)与回路循行 方向一致时，前面加“+”；反之，前面加“-”。 规 定 Ⅲ Ⅰ Ⅱ 共3个回路，2个网孔 只有2个独立方程 Ⅰ:I1R1+I3R3-U1=0 Ⅱ:-I2R2-I3R3+U2=0 Ⅲ:I1R1-I2R2+U2-U1=0 与回路环行方向一致的电流、电压和电动势前面取正号， 不一致的前面取负号。 第二章 电路基本定律及分析方法 基尔霍夫电压定律还可以推广应用于任何一个假想闭合的一段电路。 将 a、b 两点间的电压 作为电阻电压降一样考 虑进去。 ＋ － U ＋ － R I US b a R I－U＋US＝0 第二章 电路基本定律及分析方法 ［解］ 由回路 abcdefa Uab + Ucd－Ued + Uef ＝E1－E2 ［例3］在图示回路中，已知 E1＝20 V，E2＝10 V，Uab＝4 V ，Ucd＝－6 V ，Uef＝ 5 V 。试求Ued 和 Uad 。 ＋ － R2 E2 e a R3 R4 ＋ － U