2.2 基尔霍夫定律（课件）-高二《电工电子技术与技能》同步教学（人民邮电版）

2.2 基尔霍夫定律 2.2.1 复杂电路 2.2.2 基尔霍夫第一定律 2.2.3 基尔霍夫第二定律 2.2.4 支路电流法 1. 复杂电路 凡无法用串、并联关系进行简化的电路称为复杂电路。 2.2.1 复杂电路 2. 有关复杂电路的几个名词术语： (1)支路 由一个或几个元件依次相接构成的无分支电路称为支路。在同一支路中，流过所有元件的电流都相等。 A.有源支路：含有电源的支路 B.无源支路：不含电源的支路 (2)节点 三条或三条以上支路的连接点称为节点。 (3)回路 电路中任意一个闭合路径称为回路。 (4)网孔 单孔的回路称为网孔。 2.2.2 基尔霍夫第一定律 基尔霍夫第一定律又称为节点电流定律（简称KCL），其内容为：对于电路中任意一个节点来说，流入某节点的电流之和等于流出这个节点的电流之和，即 如图2.9所示，有5条支路汇聚于A点，其中I1和I3是流入节点的，I2、I4和I5是流出节点的，故有I1+I3=I2+I4+I5。 【案例2.1】验证基尔霍夫第一定律 本案例通过电流值的测定，验证 【操作步骤】 （1）按照上图连接好电路。 （2）确定电路连接无误后，闭合电源开关。 （3）分别读出三个电流表的数值，将测量数据记入表2.1。 表2.1 测量数据记录 I1 I2 I3 (4）分析图中的节点有 个。 结论：流入节点的电流之和 流出这个节点的电流之和。 2.2.3 基尔霍夫第二定律 基尔霍夫第二定律又称为回路电压定律（简称KVL）：对于电路中的任一回路，沿回路绕行方向的各段电压的代数和恒等于零。 应用上式列方程时，式中各项符号的正负按下述原则确定： （1）假设回路绕行方向。 （2）若电压的方向与回路绕行方向一致，则电压为正，反之为负 。 另一种表示方法为：在任意一个回路中，电动势的代数和等于各电阻上电压的代数和，即 应用上式列方程时，式中各项符号的正负按下述原则确定： （1）假设各支路的电流参考方向和回路绕行方向。 （2）若电动势的方向与回路绕行方向一致，则电动势取正；反之取负。 （3）若电流参考方向与回路绕行方向一致，则电阻上的电压取正；反之取负。 【案例2.2】验证基尔霍夫第二定律 本案例通过电压值的测定，验证 【操作步骤】 （1）按照上图连接好电路。 （2）确定电路连接无误后，闭合电源开关。 （3）用万用表的直流电压档分别测量Uab、Ubc、Ucd、Uda，将测量数据记入表2.2。 表2.2 测量数据记录 Uab Ubc Ucd Uda 结论：沿回路绕行方向的各段电压的代数和等于 。 【例2.4】如图2.12所示，已知E1= 20V，E2 = 10V，R1 = 1Ω，R2=3Ω，R3 = 6Ω，I1 = 2A，I2 = 4A，I3 = 1A，试应用基尔霍夫第二定律计算电动势E3的大小。 故 2.2.4 支路电流法 1. 支路电流法 所谓的支路电流法就是先假定各支路的电流方向和回路绕行方向，再根据基尔霍夫定律列出方程式进行计算的方法。 2. 运用支路电流法解题的步骤 （1）任意标出各支路的电流方向和回路绕行方向。 （2）根据基尔霍夫第一定律（KCL）列出节点电流定律。 （3）根据基尔霍夫第二定律（KVL）列出回路电压方程。 （4）联立方程求出各支路的电流，并确定各支路电流的实际方向。 【综合案例】 在图2.13所示电路中，已知E1 = E2 =62V，R1 = 1Ω，R2 = 2Ω，R3 = 20Ω，求各支路的电流。 解：假定各支路的电流方向和回路绕行方向如图所示，根据基尔霍夫定律，有 节点A： 回路I： 回路Ⅱ： 联立方程并代入已知数值，知 解得 （方向与假设的电流方向相同） （方向与假设的电流方向相反） （方向与假设的电流方向相同） $