1.2.1 基尔霍夫定律和1.2.2 支路电流法（课件）-《电工电子技术基础与应用》同步教学（航空工业出版社）

电工电子技术基础与应用 目录 项目1 直流电路 项目2 正弦交流电路 项目3 变压器与三相异步电动机 项目4 二极管及其应用 项目5 三极管及其应用 项目6 逻辑门电路与组合逻辑电路 项目7 触发器与时序逻辑电路 直流电路 项目1 3 在使用电能时，需要用导线将电源和用电设备合理地连接起来，组成电路，才能使电流在用电设备中做功或进行信号的转换和传递。电力、电子、通信、计算机和自动化等学科都是建立在电路理论基础上的。 根据电路中电流性质的不同，电路可分为直流电路和交流电路。其中，直流电路是指电流的大小和方向都不随时间变化的电路，它是电路最基本的形式。直流电路中的一些规律在交流电路中也同样适用。 本项目主要介绍电路的基本知识以及直流电路的分析与测量方法。 项目导读 项目导读 4 学习目标 知识目标  能够正确、熟练地使用数字万用表  能够正确测量电路的基本物理量  能够正确测量电路基本元件的伏安特性  能够通过试验来验证基尔霍夫定律和叠加定理 技能目标  树立勇于探索、追求真理的职业精神  养成坚持不懈、刻苦钻研的工作作风 素质目标  了解电路的组成  掌握电路基本物理量的计算和测量方法  掌握电路基本元件的特性和分析方法  掌握直流电路常用的分析方法 目录 任务1.1 掌握电路的基本知识 任务1.2 分析与测量直流电路 任务1.2 分析与测量直流电路 任务引入 当电路中存在多个电阻串联、并联或混联的情况时，可通过等效变换对电路进行化简，然后利用基尔霍夫定律并进行必要的测量，即可对电路进行分析。一般将不能通过等效变换来化简的电路称为复杂电路。对于复杂电路，尤其是多条支路、多个电源组成的复杂电路，可利用支路电流法、叠加定理、戴维南定理等进行分析。 请选择合适的工具和器材，对基尔霍夫定律和叠加定理进行验证。本任务的知识与技能要求如下表所示。 任务引入 任务内容 分析与测量直流电路 学习程度 识记 理解 应用 学习任务 基尔霍夫定律 ●   支路电流法 ● 叠加定理   ●   戴维南定理   ●   实训任务 验证基尔霍夫定律和叠加定理     ● 自我勉励 学习目标 任务工单 学生领取任务工单（详见教材），并完成工单内容。 1．知识准备 3．任务实施 2．工具和器材准备 4．任务评价 10 基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律（kirchhoff current law，简称KCL）和基尔霍夫电压定律（kirchhoff voltage law，简称KVL），前者应用于电路中的节点，后者应用于电路中的回路。 基尔霍夫定律是电路理论中最基本、最重要的定律之一。 1.2.1 基尔霍夫定律 相关知识 相关知识 1．基本概念 （1）支路。 电路中的每一分支称为支路，支路中通过的电流称为支路电流。该电路中有三条支路，分别为acb、adb和ab。其中，支路acb和adb中含有电源，称为有源支路；支路ab中不含电源，称为无源支路。 （2）节点。 电路中三条及三条以上支路的连接点称为节点。电路中有两个节点，分别为a和b。 （3）回路。 电路中的任一闭合路径称为回路。电路中有三个回路，分别为abca、abda和adbca。 （4）网孔。 将电路画在平面上，内部不含有任何支路的回路称为网孔。电路中有两个网孔，分别为abca和abda。 相关知识 KCL的内容为：指向电路任一节点的各支路电流，它们的代数和为0，即 2．KCL KCL的另一种表述为：在任一时刻，流入某一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和，即 相关知识 节点b处有 对于节点数为m的电路，其节点电流方程的个数为（m-1） 。 以上公式又称节点电流方程。对于如上图所示的电路，节点a处有 应用KCL时，应注意以下几点。 （1）在列节点电流方程时，必须先设定电流的参考方向，然后依据电路图中标定的电流参考方向，正确列出相应的方程。 （2）KCL不但适用于线性电路，还适用于非线性电路。 （3）KCL不但适用于电路中的节点，还适用于电路中任一假设的闭合面，即在任一时刻，通过电路中任一假设闭合面的电流代数和等于0。 经验传承 相关知识 KVL的内容为：在沿电路的任一闭合路径中，无源电路元件的端电压和电源电压的代数和为0，即 3．KVL 上式又称回路电压方程。如右图所示，三条回路的参考绕行方向均选择顺时针方向，并且约定：电路元件两端电压从“+”到“ - ”的参考方向与参考绕行方向一致时取正，相反时取负。 相关知识 回路Ⅱ的回路电压方程为 回路Ⅲ的回路电压方程为 由此可对三条回路分别列出回路电压方程。其中，回路Ⅰ的回路电压方程为 因此，回路电压方程的个数与独立网孔的个数相同。 应用KVL时，应注意以下几点。