3.基尔霍夫定律及其应用VIP

教学环节教学环节 课前环节课前环节 授课环节授课环节 授授 课课 内内 容容 一 课前准备一 课前准备 1 清点人数 填写教室日志和教师日志 2 复习旧课内容 引入新课内容 二 课前导入二 课前导入 元件约束关系是电路分析方法的一个重点 如果将这些 电路的基本元件按一定的连接起来 就组成一个完整的电 路 基尔霍夫定律就是电路所要遵守的基本约束关系 也 成为结构约束关系 3 正式授课正式授课 第三节 基尔霍夫定律及其应用 下面以给出两个电路图为例 请学生分析两电 路的不同之处 从而导入新课 图 1 图 2 结论 结论 图 1 有且仅有一条有源支路 可以用电阻的 串并联关系进行化简 是简单电路简单电路 解答简单电路 的方法是欧姆定律欧姆定律 教学方法教学方法 提问 板 书 教学环节教学环节 图 2 有两条有源支路 不能用电阻的串并联关 系进行化简 是复杂电路复杂电路 解答复杂电路的方法 是基尔霍夫定律基尔霍夫定律 支路支路 由一个或几个元件首尾相接首尾相接组成的无分支无分支电路 问 请同学们仔细观察 流过同一支路的电流有何特 点 师 图中共有 5 条支路 支路电流分别标于图中 节点节点 三条三条或三条以上三条以上支路的连接点 师 图中共有 a b c 三个节点 回路回路 电路中任何一个闭合闭合路径 师 图中共有 6 个回路 网孔网孔 中间无任何支路穿过无任何支路穿过的回路 网孔是最简单的 回路 或是不可再分的回路 请问上图电路中共有几个 网孔 动动脑筋动动脑筋 请问下列电路有几条支路 几个节点 几个 回路 几个网孔 6 条支路 4 个节点 7 个回路 3 个网孔 教学方法教学方法 师生互动回答 教学环节教学环节 一 基尔霍夫电流定律 内容内容 在任一瞬间 对电路中的任一节点 在任一瞬间 对电路中的任一节点 流进某一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流流进某一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流 之和 之和 公式公式 出进 II 定律讨论的对象 节点电流 节点电流 故基尔霍夫 第一定律又称为节点电流定律节点电流定律 例例 1 1 请指出左图电路 中有几条支路 并用基尔霍夫 第一定律列出下节点电流方程 老师在肯定学生回答后 将式子移项 并板书为 I I1 1 I I3 3 I I2 2 I I4 4 I I5 5 0 0 上式表明 若规定流入节点的电流以为上式表明 若规定流入节点的电流以为 流出节点的电流为 流出节点的电流为 则节点电 则节点电 流定律又可叙述为 流定律又可叙述为 在任一瞬间通过电路中任一节在任一瞬间通过电路中任一节 点 流入 或流出 该节点电流的代数和恒等于零 点 流入 或流出 该节点电流的代数和恒等于零 即可得节点电流定律的第二种表述节点电流定律的第二种表述 即 0I 基尔霍夫第一定律的应用 基尔霍夫第一定律的应用 1 如图所示电路 已知 I1 1A I2 2A I3 5A I4 3A 试求 I5 解 根据图中各电流方向 列出节点电流方程为 1 3 2 4 5 则 5 1 3 4 2 1 5 3 2 7A 教学方法教学方法 多媒体教学 教学环节教学环节 结果得出I I5 5的值是正的 表示I I5 5的实际方向与标定的参考 方向相同 相同 是由节点 A 流出的 参考方向参考方向 任意假定的方向 若计算结果为正值正值 表明该 矢量的实际方向与参考方向相同相同 计算结果为负值负值 表 明该矢量的实际方向与参考方向相反相反 基尔霍夫第一定律的推广 基尔霍夫第一定律的推广 节点电流不仅适用于节点 还可推广于任意假 设的封闭面来说 它仍然成立 下图电路中闭合面 所包围的是一个三角形电路 有三个节点 电流定律的推广应用 应用基尔霍夫第一定律可以列出 IA IAB ICA IB IBC IAB IC ICA IBC 上面三式相加可得 I IA A I IB B I IC C 0 0 或或 0I 即 流入此闭合曲面的电流恒等于流出该曲面即 流入此闭合曲面的电流恒等于流出该曲面 的电流 的电流 2 基尔霍夫第二定律 内容内容 在任一时刻 沿电路中的任何一个在任一时刻 沿电路中的任何一个 回路绕行一周 所有支路的电压代数和恒等于零 回路绕行一周 所有支路的电压代数和恒等于零 公式公式 U 0 定律讨论的对象 回路电压 回路电压 故基尔霍夫 第二定律又称为回路电压定律回路电压定律 教学方法教学方法 分层次教学 边做边学 教学环节教学环节 例题 1 5 支支路路电电流流法法 以各支路电流为未知量 应用基尔霍夫定律列出节点 电流方程和回路电压方程 解出各支路电流 从而可确定 各支路 或各元件 的电压及功率 这种解决电路问题的方 法叫做支路电流法 对于具有b条支路 n个节点的电路 可列出 n 1 个独立的电流方程和b n 1 个独立的 电压方程 如图所示电路 已知E1 42 V E2 21 V R1 12 R2 3 R3 6 试求 各支路电流I1 I2 I3 解 解 该电路支路数 b 3 节点数 n 2 所以应列出 1 个节点 电流方程和 2 个回路电压方程 列回路电压方程的方法 1 I1 I2 I3 任一节点 2 R1I1 R2I2 E1 E2 网孔 1 3 R3I3 R2I2 E2 网孔 2 代入已知数据 解得 I1 4 A I2 5 A I3 1 A 电流 I1与 I2均为正数 表明它们的实际方向与 教学方法教学方法 分层教学 教学环节教学环节 课后环节课后环节 图中所标定的参