基尔霍夫定律课件(共17张课件)

基尔霍夫定律第1页，共17页。教学目标：1、理解支路、节点、回路、网孔等基本概念；2、掌握基尔霍夫定律的内容、表达式；3、掌握应用基尔霍夫定律列节点电流方程和回路电压方程的方法；4、能运用基尔霍夫定律对一般复杂电路进行分析计算。第2页，共17页。复习旧知1、什么叫全电路欧姆定律？其表达式是什么？2、电阻串联、并联电路有何特点？

全电路电路欧姆定律的内容：表达式：全电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比。第3页，共17页。复习旧知串联电路的特点：电路中各处的电流相等；电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和；总电阻等于各分电阻之和；串联电阻具有分压作用，阻值大的电阻分得的电压大。并联电路的特点：电路中各支路两端的电压相等；电路的总电流等于各支路的电流之和；总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和；并联电阻具有分流作用，阻值大的电阻分得的电流小。第4页，共17页。简单电路：一个电源和多个电阻组成的电路，可以用电阻的串、并联简化计算复杂电路：两个以上的有电源的支路组成的多回路电路不能运用电阻的串、并联计算方法简化成一个单回路电路。知识回顾引入新课R1E1E2R2R3R1ER2R3第5页，共17页。新课导入是否所有的电路都可以用我们已学的欧姆定律、串并联电路的关系来分析和计算呢？你能求出电路中电流I1、I2、I3的大小吗？想一想？第6页，共17页。一、复杂电路中的基本概念2.节点：三条或三条以上支路的会聚的点。1.支路：由一个或几个元件首尾相接构成的无分支电路。右图中有

条支路：E1和R1串联构成一条支路上图中A和

B

为节点；下图中

a为节点。E2和R2串联构成一条支路R3单独构成另一条支路3R1E1E2R2R3ABI1I2I3I4I4a思考同一支路中的电流有什么关系？第7页，共17页。

3.回路：电路中从任一点出发，经过一定路径又回到该点形成的闭合路径。考虑：图中共有

个回路，分别是：ABDMAANCBA3MNCDM一、复杂电路中的基本概念R1E1E2R2R3ABCDMN4.网孔：内部不含有支路的回路。思考网孔和回路有什么关系？上述的回路中哪些是网孔？

回路和网孔都是由支路构成的闭合路径，回路内部可以含有支路，网孔内部不能含有支路，这是回路和网孔的区别。第8页，共17页。基尔霍夫电流定律(KCL)内容

电路中任意一个节点上，流入节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。

即ΣI流入

ΣI流出例如图中，在节点A上：流入有：I1I3

流出有：I2I4I5

所以根据定律：I1＋I3

I2＋I4＋I5

第9页，共17页。变形得：I1+I3+(-I2)+(-I4)+(-I5)=0

如果规定流入节点的电流为正，流出节点的电流为负，则可得出下面的结论：∑I=0即电流定律的第二种表述：在任一时刻，连接在电路中任一节点上的各支路电流代数和等于零。注意：应用基尔霍夫电流定律时必须首先假设电流的参考方向（即假定电流流动的方向，叫做电流的参考方向，通常用“→”号表示），若求出电流为负值，则说明该电流实际方向与假设的参考方向相反。第10页，共17页。基尔霍夫电流定律的应用例：求电路中的电流I1和I23A10A5A10A2AI1I2分析：电路中有两个节点，为A、BABI1为节点A一支路电流，其它支路电流已知I2为节点A一支路电流，其它支路电流已知可以利用基尔霍夫电流定律求解解：对节点AI1=3A+10A+5A对节点B5A=I2+2A+10A=18A整理：I2=5A-2A-10A=-7A注意：应用基尔霍夫电流定律时必须首先假设电流的参考方向，若求出电流为负值，则说明该电流实际方向与假设的参考方向相反。可知：I1的方向与参考方向相同，

I2的实际方向是向下的第11页，共17页。如图所示电桥电路，已知I1=25mA，I3=16mA，I4=12mA，试求其余电阻中的电流I2、I5、I6。解：在节点a上：I1=I2+I3，则I2=I1

I3=25

16=9mA

在节点d上：I1=I4+I5，则I5=I1

I4=25

12=13mA

在节点b上：I2=I6+I5，则I6=I2

I5=9

13=

4mA电流I2与I5均为正数，表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相同，I6为负数，表明它的实际方向与图中所标定的参考方向相反。第12页，共17页。定律（KVL）内容：在任意回路中，从一点出发绕回路一周回到该点时，各段电压（电压降）的代数各等于零。

公式：列回路电压方程的方法：（a）任意选定未知电流的参考方向；（b）任意选定回路的绕行方向；（c）确定电阻电压正负（若绕行方向与电流参考方向相同，电阻电压取正值；反之取负值）；（d）确定电源电动势正负（若绕行方向与电动势方向（由负极指向正极）相反，电动势取正值；反之取负值）。第13页，共17页。I1I3aI2US1US2R1R2R3bcd思考：右图abcda回路的电压方程如何写？按标注方向循环一周，根据电压与电流的参考方向可得：Uab+Ubc+Ucd+Uda=0由于Uab=-I2R2、Ubc=-Us2、Ucd=-Us1、Uda=I1R1，分别代入上式可得

I1R1-I2R2+Us2-Us1=0第14页，共17页。三、基尔霍夫定律的应用支路电流法：以各条支路电流为未知量，根据基尔霍夫定律列出联立方程组求解各支路电流的分析方法。用基尔霍夫定律解题的步骤：（1）标出各支路的电流方向和网孔电压的绕向。（2）用基尔霍夫电流定律列出节点电流方程式（若电路有m个节点，只需列出任意(m

1)个独立节点的电流方程）。（3）用基尔霍夫电压定律列出网孔的回路电压方程（条n支路列n-（m-1）个方程）。（4）联立方程求解支路的电流（n条支路列n个方程）。（5）确定各支路电流的实际方向。当支路电流计算结果为正值时，其实际方向与假设的参考方向相同，反之则相反。第15页，共17页。则I5=I1I4=2512=13mA节点：三条或三条以上支路的会聚的点。4、能运用基尔霍夫定律对一般复简单电路：一个电源和多个电阻组成的电路，可以用电阻的串、并联简化计算回路：电路中从任一点出发，经过一定路径又回到该点形成的闭合路径。例如图中，在节点A上：总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和；2、求图b电路中的各支路电流。例如图中，在节点A上：解：该电路支路数n=3、节点数m=2，I1＋I3I2＋I4＋I5用基尔霍夫定律解题的步骤：注意：应用基尔霍夫电流定律时必须首先假设电流的参考方向（即假定电流流动的方向，叫做电流的参考方向，通常用“→”号表示），若求出电流为负值，则说明该电流实际方向与假设的参考方向相反。在节点b上：I2=I6+I5，并联电阻具有分流作用，阻值大的电阻分得的电流小。方程，网孔均以顺时针方向绕行。一、复杂电路中的基本概念（4）联立方程求解支路的电流（n条支路列n个方程）。如图所示电路，试求：各支路电流I1、I2、I3。I3I1I2R23ΩR112ΩR36ΩE142VE221V

解：该电路支路数n=3、节点数m=2，所以应列出1个节点电流方程和2个网孔的电压方程，网孔均以顺时针方向绕行。列出方程：

(1)I1=I2+I3

(任一节点)

(2)R1I1+R2I2—E1—E2=

0

(网孔1)

(3)R3I3

R2I2+E2=0

(网孔2)代入已知数据，解得：I1=4A，I2=5A，I3=

1A。

电流I1与I2均为正数，表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相同，I3为负数，表明它们的实际方向与图中