3.4 基尔霍夫定律与支路电流法（课件）-《电工技术基础与技能》同步精品课堂（机工版·第3版）

项目3 直流电路分析 3.4 基尔霍夫定律与支路电流法 《电工技术基础与技能》（机械版•第3版） 同步精品课堂 1 学习目标 知识目标 1.理解基尔霍夫定律内涵，牢记其电流、电压方程形式。 2.掌握支路电流法和叠加原理的原理及适用条件。 能力目标 1.能够运用基尔霍夫定律分析复杂电路的电流走向。 2.熟练使用支路电流法和叠加原理计算电路参数。 情感目标 1.培养在电路学习中严谨认真、勇于探索的科学态度。 2.激发对电工技术的兴趣，增强解决电路问题的信心。 项目3 直流电路分析 导入情景 01 是否能运用已学知识分析复杂电路？ 新知学习 02 一、基尔霍夫电流定律 基尔霍夫电流定律也称为结点电流定律(KCL)，它确定了结点电流之间的关系。基尔霍夫电流定律可叙述为:在任意时刻流人结点的电流等于流出结点的电流 新知学习 02 一、基尔霍夫电流定律 基尔霍夫电流定律表达了电流的连续性原理，即在一条支路中，任意时刻流人该支路某一横截面的电荷量，应等于该时刻流出该支路任意横截面的电荷量。否则，在支路中就会产生电荷的堆积或减少，从而产生电位的变化，这是不可能的。 I1+I2=I3 新知学习 02 二、基尔霍夫电压定律 基尔霍夫电压定律(KVL)是说明回路中各部分电压之间相互关系的定律，基尔霍夫电压定律叙述如下:在任意时刻，沿回路绕行一周，回路中所有的电动势的代数和等于回路中所有电阻电压降的代数和，数学表达式为 新知学习 02 三、支路电流法 根据基尔霍夫电流定律列结点电流方程电路中有两个结点，可列出两个方程。 以 B点列出的方程为 I1+I2=I3 以 H点列出的方程为 I3=I1+I2 新知学习 02 三、支路电流法 根据基尔霍夫电压定律列回路电压方程在复杂电路中，并不是列出的所有回路电压方程都是独立的。理论分析可以证明，以电路中的自然网孔列出的回路电压方程都是独立的。本电路有两个自然网孔，可以列出两个独立的方程。以自然网孔1列出的方程为 新知学习 02 四、叠加原理 在线性电路中，任一支路中的电流可以看作是电路中各个电动势分别作用时产生的电流的叠加;任一支路两端的电压也可以看作是电路中各个电动势分别作用时产生的电压的叠加。这就是叠加原理。 新知学习 02 四、叠加原理 【叠加原理应用方法】应用叠加原理时要注意以下几点: 1)只能用来计算或分析线性电路中的电流和电压，对非线性电路不适用。 2)叠加时要注意电压和电流的参考方向，求代数和时电压和电流的正负由参考方向决定。 新知学习 02 四、叠加原理 3)不能用叠加原理计算功率，因为功率与电压、电流之间不是线性关系。 4)叠加原理不仅仅适应于线性电路，实际上一切原因与结果呈线性关系的事物都符合叠加原理。线性电路中的叠加原理只不过是叠加原理中的一个特例。 新知学习 02 课堂原理 叠加原理的验证 【实验器材】万用表1块，1.5V电池2节，1000电阻1只。 【实验原理】验证叠加原理的正确性。 【实验要求】按图 所示连接电路，分别测量1节电池的电流和2节电池电流，再分别测量每节电池的电压和电阻的阻值，将测量值做好记录，验证叠加原理的正确性。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 1： 以下哪个不是电阻的串联特点（ ） A. 总电阻等于各电阻之和 B. 通过各电阻的电流相等 C. 各电阻两端的电压相等 D. 总功率等于各电阻功率之和 答案：C 解析：在电阻的串联电路中，总电阻等于各电阻之和，通过各电阻的电流相等，总功率等于各电阻功率之和，但各电阻两端的电压并不相等，而是与其电阻值成正比。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 2： 以下哪个是电容器的基本单位（ ） A. 伏特 B. 安培 C. 法拉 D. 亨利 答案：C 解析：法拉是电容器的基本单位，伏特是电压的单位，安培是电流的单位，亨利是电感的单位。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 3： 在交流电路中，电感的作用是（ ） A. 消耗电能 B. 存储电能 C. 消耗磁能 D. 存储磁能 答案：D 解析：在交流电路中，电感的作用是存储磁能，并在电路中产生感抗。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 4： 以下哪个是表示电场强度的单位（ ） A. 伏特/米 B. 安培/米 C. 法拉/米 D. 亨利/米 答案：A 解析：伏特/米是电场强度的单位，表示单位长度上电势的降低，因此选项A正确。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 5： 在直流电路中，电压表应如何连接（ ） A. 与被测电路串联 B. 与被测电路并联 C. 串联一个电阻后再并联 D. 无法确定 答案：B 解析：在直流电路中，电压表应与被测电路并联，以测量电路两端的电压。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 6： 以下哪个不是电流的热效应的应用（ ） A. 电烙铁 B. 电热水器 C. 电动机 D. 电炉 答案：C 解析：电烙铁、电热水器和电炉都是利用电流的热效应来工作的，而电动机则是利用电流的磁效应来工作的。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 7： 以下哪个不是描述交流电特性的参数（ ） A. 频率 B. 周期 C. 相位 D. 电阻 答案：D 解析：频率、周期和相位都是描述交流电特性的参数，而电阻则是描述电路元件性质的物理量。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 8： 在三相交流电路中，线电压与相电压的关系是（ ） A. 线电压等于相电压 B. 线电压等于相电压的两倍 C. 线电压等于相电压的根号3倍 D. 无法确定 答案：C 解析：在三相交流电路中，线电压等于相电压的根号3倍，这是三相交流电路的基本特性之一，因此选项C正确。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 9： 以下哪个不是电磁感应现象的应用（ ） A. 发电机 B. 变压器 C. 电动机 D. 电磁铁 答案：D 解析：发电机、变压器和电动机都是利用电磁感应现象来工作的，而电磁铁则是利用电流的磁效应来工作的。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 10： 以下哪个不是电路的基本状态（ ） A. 通路 B. 断路 C. 短路 D. 恒流 答案：D 解析：电路的基本状态包括通路、断路和短路三种，而恒流并不是电路的基本状态之一，而是电路的一种可能的工作状态。 在本次课程中，我们深入学习了电路分析的关键知识。基尔霍夫电流定律（KCL）基于电流连续性原理，确定了结点电流的关系，让我们明白在电路的任何结点处，流入与流出的电流总和相等。其通过规定电流的参考方向，为分析复杂电路的电流分布提供了基础规则。 基尔霍夫电压定律（KVL）体现了回路电压守恒，沿回路绕行一周，电动势代数和与电阻电压降代数和相等。在应用时，合理设定绕行方向与正确判断电压正负号是关键，这帮助我们从能量守恒角度理解电路中电压的变化规律。 支路电流法以支路电流为未知量，结合 KCL 和 KVL 列方程求解，通过实例演示了如何有条理地分析复杂电路，确定各支路电流。叠加原理则为线性电路分析带来新视角，使我们理解各电源单独作用效果叠加的原理，但要注意其适用范围。这些知识相互关联，为我们后续深入学习电路知识打开了大门，提升了电路分析能力。 课堂小结 04 课堂小结 04 作业布置 05 运用 KCL 分析给定复杂电路结点电流并列出方程。 用支路电流法计算复杂电路中各支路的电流大小。 感谢观看 $$