2.5 基尔霍夫定律 (课件）-高二《汽车电工电子基础》同步教学（西南交大出版社）

2.5 基尔霍夫定律 1．掌握基尔霍夫电压定律及其计算。 2．掌握基尔霍夫电流定律及其计算。 3．学会用基尔霍夫定律验证电路。 学习目的 二、 基尔霍夫定律——本节重点讲解 在电路的分析计算中，有2个重要的基本定律 一、欧姆定律——物理学中已学过 基尔霍夫电流定律 基尔霍夫电压定律  理论课堂 1.1.1 电阻元件 1.1.1 电阻元件 2.5.1 常用名词 凡具有两个端钮可与外部电路相连接的元件称为两 端元件。 1．两端元件 如图所示的电路中含有5个两端元件。  理论课堂 1.1.1 电阻元件 1.1.1 电阻元件 2.5.1 常用名词 2．支路 电路中的一条分支，用字母“b”表示（branch），在这条 分支上流过的电流相同。 所示的电路中b = 3 有源支路？ 无源支路？  理论课堂 1.1.1 电阻元件 1.1.1 电阻元件 2.5.1 常用名词 3．节点 在电路中三条或三条以上支路的会聚点称为节点，用字 母“n”表示（node）。 所示的电路中n= 2（即B点和E点）。  理论课堂 1.1.1 电阻元件 1.1.1 电阻元件 2.5.1 常用名词 4. 回路 由一条或多条支路所组成的闭合电路称为回路，用字母 “l”表示（loop）。 所示电路中 l = 3（即ABED回路、BCFE回路和ACFD回路）。  理论课堂 1.1.1 电阻元件 1.1.1 电阻元件 2.5.1 常用名词 5．网孔 内部无支路的回路称为网孔，用字母“m”表示（mesh）。 所示的电路中 m = 2（即ABED回路、BCFE回路）。  理论课堂 2.5.2 基尔霍夫电流定律（KCL） 1．内容 任一瞬间，通过电路中任一结点的各支路电流的代数和恒等于零。 其中支路电流：一条支路流过一个电流。 2. 数学表达式　 　 即:  Ii = 0 I2 I1 I3 I4 A US1 + – R2 R3 R4 R1 US3 + – 流入结点A的电流为 I1+ I3 流出电流为 I2+I4 则 I1+ I2+I3+I4 ＝0 即　 IK= 0 R4 I2 I1 I3 I4 A US1 + – R2 R3 R1 US3 + – 注意：基尔霍夫电流定律（KCL）反映了电路中任一结点处各支路电流必须服从的约束关系，与各支路上是什么元件无关。 A I2 I3 I1 I4 S 假设有1个闭合面S包围结点A，则通过A的电流必然穿过闭合面S，所以基尔霍夫电流定律可以由结点扩展到任一闭合面。 3. 推广 广义结点 解：不管两个电气系统内部如何复杂，若由两根导线连接，必然存在I1＝I2的关系，因为可将A系统视为一广义结点，所以有： I1－I2＝0　即　I1＝I2 【例如】两个电气系统的连接，试决定两根导线中电流I1和I2的关系。 I1 I2 A系统 B系统 广义结点 解：假设一闭合面S，将三极管包围起来。 所以，无论工作在什么情况下，晶体三极管3个电极的电流之间的关系，总是：发射极电流=集电极电流＋基极电流。 S Ib IC Ie b e c 【例】试决定晶体三极管基极电流Ib、发射极电流Ie和集电极电流Ic之间的关系。 广义结点 则有：Ie－Ib－Ic＝0, 或：Ie＝Ib＋Ic  理论课堂 2.5.3 基尔霍夫电压定律(KVL) 1．内容 任一瞬间，作用于电路中任一回路各支路电压的代数和恒等于零。 2. 数学表达式　 即  Ui = 0 　 用于电路的某一回路时，必须首先假定各支路电压的参考方向并指定回路的循行方向（顺时针或逆时针），当支路电压与回路方向一致时取“＋”号，相反时取“－”号。 [举例]考察某电路中的一个回路ABCA。 各支路电压的参考方向和回路循行方向如图。 则有：UAB+UBC+UCA =(VA－VB)+(VB－VC)+(VC－VA)=0 即 UK = 0 电压的参考方向 注意：基尔霍夫电压定律（KVL）反映了电路中任一回路中各支路电压必须服从的约束关系，与各支路上是什么元件无关。 I2 I3 I1 回路 方向 B Us1 R1 R2 + – + – Us2 C R3 A 3. 拓展 三电压方程相加整理后： 3条支路的电压方程： R1I1－R2I2＋R3I3＝US1－US2　　　　　 ∑RKIK＝∑USK UAB=-US1＋R1I1　　　　　 UBC=US2-R2I2　　　　　 UCA=R3I3　　　　　 （K＝1，2，3，E3=0） I2 I3 I1 回路 方向 B Us1 R1 R2 + – + – Us2 C R3 A 任一瞬间，电