3-1 基尔霍夫定律 (课件）- 高二《电工基础》同步教学（劳动版）

第三章 复杂直流电路 1 §３－２ 支路电流法 §３－１ 基尔霍夫定律 §３－３ 电压源、电流源及其等效变换 §３－４ 叠加定理 §３－５ 戴维南定理 §３－６ 直流电桥电路 前面学过的电阻的串联、并联以及混联等都属于简单直流电路的范畴。对于简单直流电路而言，只要掌握了电阻串、并联的特点和欧姆定律，就能够分析、计算这些简单直流电路。但是在实际工作中，有时也会遇到一些不能用电阻串、并联化简的电路，即复杂直流电路。 3 汽车和直流电桥 第一章　电路基础 §3-1 基尔霍夫定律 4 学习目标 1. 掌握常用电路名词的名称和含义。 2. 掌握基尔霍夫第一定律的内容和适用范围。 3. 掌握基尔霍夫第二定律的内容和适用范围。 5 第一章　电路基础 一、复杂直流电路 复杂直流电路就是不能用电阻串、并联等效的电路，如图a所示的直流电桥电路、图b所示的某汽车内部电路就是复杂直流电路。 6 复杂直流电路 a）直流电桥电路b）某汽车内部电路 第一章　电路基础 应该注意，判断一个电路是简单电路还是复杂电路，应该依据复杂电路的定义，而不是看电路中元件的多少。 计算复杂电路的方法很多，但它们的依据都是电路的两条基本定律——欧姆定律和基尔霍夫定律。基尔霍夫定律既适用于直流电路，又适用于交流电路，还适用于含有电子元件的非线性电路。因此，学习掌握基尔霍夫定律是分析、计算复杂直流电路的基础。 7 第一章　电路基础 1．支路 电路中流过同一电流的分支叫作支路。支路是构成复杂电路的基本单元，是由一个或几个串联的电路元件构成的。通常，把含有电源的支路称为有源支路，不含电源的支路称为无源支路。 2．节点 3个或3个以上支路的汇交点称为节点。节点数一般用n表示。 3. 回路 电路中任意一个闭合路径称为回路。 4．网孔 在回路中间不框入任何其他支路的回路叫网孔。网孔是不可再分的回路，也是最简单的回路，电路中的网孔数等于相互独立的回路数。 8 第一章　电路基础 二、基尔霍夫第一定律（简称KCL） 基尔霍夫定律包括两部分内容，其中基尔霍夫第一定律表征了连接于同一节点上的各支路电流之间的相互关系，所以又称为节点电流定律，具体内容：在电路中的任一节点，流进节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。数学表达式为： ∑I入＝∑I出 9 如果规定流入节点的电流为正值，则流出节点的电流就为负值。那么，对任一节点来说，流入（或流出）该节点电流的代数和等于零。这就是基尔霍夫第一定律的另一种表达形式。 第一章　电路基础 10 节点电流 第一章　电路基础 基尔霍夫第一定律不仅适用于节点，也可以推广用于电路中任一假设的封闭面（也称为广义节点）。 根据基尔霍夫第一定律求节点未知电流时，应首先标出各支路电流的正方向：对于已知电流，可按原电流方向标出；对于未知电流，可任意标出。然后根据基尔霍夫第一定律列出节点电流方程求解，最后根据计算结果确定电流的实际方向。 11 第一章　电路基础 12 流入、流出封闭面的电流相等 第一章　电路基础 三、基尔霍夫第二定律 基尔霍夫第二定律（简称KVL）又称为回路电压定律，是描述电路中各部分电压之间相互关系的定律。 在图所示电路中，回路ABCD是复杂电路中的一个回路。 13 基尔霍夫第二定律 第一章　电路基础 推广得知，在电路的任一闭合回路中，各段电压的代数和等于零，这就是基尔霍夫第二定律，数学表达式为： ∑U＝0 在图中，若选顺时针方向为回路绕行方向，则根据基尔霍夫第二定律可得到： 即 将电动势移到等号右端得： 由此可推得： 14 第一章　电路基础 上式表明：在电路的任意一个闭合回路中，其各个电阻上电压的代数和等于各个电动势的代数和。这就是基尔霍夫第二定律的另一种表达形式。 在应用基尔霍夫第二定律解题时，常采用公式∑IR＝∑E，这时应按照下列步骤确定各个量的正负号： （1）选定各支路电流的正方向。 （2）任意选定沿回路的绕行方向。 （3）当电流方向与回路绕行方向一致时，该电流取正值，在电阻上产生的电压降也为正值；反之取负值。 （4）当电动势方向与回路绕行方向一致时，该电动势取正值；反之取负值。 15 第一章　电路基础 $