内容正文:
四川省(对口招生)《电工技术基础与技能》
易错题精讲
易错点七 基尔霍夫电流定律
例1 如图1所示电路,I等于( )
图1
A.2A B.7A C.5A D. 6A
【错解】C
【错因】对于电流的流向确定不清。
【正解】A
【避错攻略】
一、核心定义
基尔霍夫电流定律(KCL):在任一时刻,对电路中的任一节点,流入节点的电流之和 = 流出节点的电流之和;
数学表达式:
拓展形式(代数和):所有电流的代数和为 0,即
二、符号规定
两种常用约定,任选一种即可
1.流入为正,流出为负,所有电流相加等于 0;
2.流出为正,流入为负,所有电流相加等于 0。
注意:题目中标注的电流若为负值,代表实际方向与标注箭头相反。
三、通用解题步骤
1.找节点:确定要分析的公共交汇点;
2.定方向:标注各支路电流参考方向;
3.辨正负:根据电流正负,判断实际流入 / 流出;
4.列方程:;
5.求解:算出未知电流,结果为正 = 与参考方向一致,为负 = 方向相反。
四、基尔霍夫电流定律的推广应用
广义节点(超节点)推广
基尔霍夫电流定律不仅适用于电路中的单个节点,还可以推广适用于电路中任意一个闭合封闭面(广义节点)。任意时刻,穿过任意封闭面的所有支路电流的代数和恒等于0。
核心原理:封闭面可看作一个超大的“广义节点”,电荷无法在封闭面内无限堆积,流入封闭面的总电荷必然等于流出的总电荷,因此电流守恒规律依然成立。
数学表达式:、
【解析】1:先求电阻支路电流
由欧姆定律,电阻两端电压为10V,阻值5Ω,电流方向从+到-(流向节点)IR=10/5=2A
2:应用基尔霍夫电流定律(KCL)
流入节点电流之和=流出节点电流之和规定:流入节点为正,流出为负
已知电流:-4A:实际流入4A,-3A:实际流出3A,2A:流出2A,IR=2A:流入2A。
列KCL方程:4+2=I+3+2解得:
I=5A=2A,流入2A故选A。
1. 如图2所示电路,I1和I2的关系为
图2
A. I1<I2 B. I1>I2
C. I1=I2 D.无法判断
【答案】C
【解析】核心原理:KCL可推广到封闭曲面(广义节点),穿过封闭面的电流代数和为0。
把I1、I2所在支路及中间电源整体看作封闭曲面,曲面内部无其他电流进出。I1向右流出封闭面,I2向左流入封闭面,根据电流守恒:I1=I2故选C。
2.图示电路中,电流值I为( )
A. 2A
B. 1A
C. 3A
D. -1A
【答案】D
【解析】在电路中,2V电压源、2A电流源和两个4Ω电阻全部并联。根据并联电路的特性,电压源两端电压为2V,两个电阻的电流均为0.5A,方向从正极流向负极。节点电流分析表明,电压源支路的电流为-1A(即实际方向与参考方向相反),因此电流I的值为-1A。故选D。
3. 根据基尔霍夫定律求图示电路中的电流I1和I2。
【答案】
解:如图所示,应用KCL定律可得:
广义节点A: I1+I2+5=0
节点B: I1+3=4
联立解得: I1=1A ,I2=-6A
1.如图所示,求I1和I2的大小
【答案】
解:对于左边节点: I1=12+4+3=19A
对于右边节点: I2=8+2-3=7A
2.图示电路中,已知IS=5A,RS=20Ω,欲使电流I=2A,则必须有R=( )
A. 10Ω B. 30Ω C. 20Ω D.40Ω
【答案】B
【解析】根据KCL定律,可得Is=IRS+IR,则IRS=3A,对于右边回路有IRSRs-IRR=0,得R=30Ω,故选B。
3.如图所示,电流I的值为( )
A.1A B.-2A C.2A D.-1A
【答案】B
【解析】如图所示,对于节点A,有I1+2+1=0,则I1=-3A,对于节点B,有I2+1-2=0,则I2=1A,对于节点C,有I=I1+I2,则I=-2A,故选B。
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