《汽车电工电子技术》课件-1.3.2基尔霍夫定律

汽车电工电子技术

基尔霍夫定律主讲：某某某时间：202X.X目

录01项目情境02学习目标03知识构建04任务实施05小结CAR-REPORTPART0101项目情境项目情境车辆启动后，车主发现仪表报警“发电机系统异常”，实测发现蓄电池电压只有11.8V，而发电机输出端却有14.2V。问题出在多条并行走线构成的复杂线束——电流在节点处分流，又在回路中压降，无法用简单的串并联公式定位故障。通过本次学习任务，学会基尔霍夫电流定律锁定异常分流点，用基尔霍夫电压定律追踪压降回路，快速找出隐藏在接插件里的高阻虚接，让充电系统恢复正常。CAR-REPORTPART0202学习目标学习目标素质目标

1.养成“先定方向、再列方程、后核结果”的严谨作风；2.面对错综复杂的汽车电路，能够站在系统高度，把每一根导线抽象成支路，把每一个接插件抽象成节点，理解局部故障对整车的连锁影响。知识目标能力目标

1.能够识别复杂电路中的支路、节点、网孔并快速统计其数量；2.能熟练使用万用表实测节点电流与回路压降，定位汽车充电系统或传感器线束中的虚接、断路与错接故障。

1.理解基尔霍夫电流定律“ΣI入＝ΣI出”的本质是电荷守恒，并掌握其对节点与任意闭合面的推广；2.熟练掌握基尔霍夫电压定律“ΣU＝0”的列写规则与符号约定。CAR-REPORTPART0303知识构建知识构建——比较下面两个电路的不同1.电路中只有1个电源1.电路中有2个电源2.可以用电阻的串并联化简2.不能用电阻的串并联化简简单电路复杂电路欧姆定律分析方法基尔霍夫定律分析方法知识构建——基尔霍夫简介古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫（GustavRobertKirchhoff，1824—1887）德国物理学家，柏林科学院院士1847年发表的两个电路定律对电路理论有重大作用。基尔霍夫电流定律（Kirchhoff'sCurrentLaw，KCL）基尔霍夫电压定律（Kirchhoff'sVoltageLaw，KVL)知识构建——常用术语支

路01结

点02结

点02网

孔04网

孔04回

路03回

路03知识构建——常用术语1.支路：由一个或几个元件首尾相接构成的无分支电路。R1E1E2R2R3（a）右图中有

条支路：3E1和R1串联构成一条支路E2和R2串联构成一条支路R3单独构成另一条支路2.节点：三条或三条以上支路汇聚的点。思考同一支路中的电流有什么关系？BAI1I2I3I4I4（b）a上图中A和B为节点；下图中a为节点。知识构建——常用术语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R1E1E2R2R3（c）图中共有

个回路，分别是：3A:ABDMAB:ANCBAC:MNCDMABCDMN4.网孔：最简单的、不可再分的回路。上述的回路中哪些是网孔？

答案：ABDMA、ANCBA思考网孔和回路有什么关系？知识构建——基尔霍夫电流定律（1）基尔霍夫电流定律（KCL）内容

在任一瞬间，流向任一结点的电流之和等于流出该结点的电流之和。即:

I入=

I出I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1结点a:I1+I2=I3结点b:I3=I1+I2基尔霍夫电流定律（KCL）反映了电路中任一结点处各支路电流间相互制约的关系。实质:电流连续性的体现。知识构建——基尔霍夫电流定律（2）推广注意：基尔霍夫电流定律（KCL）反映了电路中任一结点处各支路电流必须服从的约束关系，与各支路上是什么元件无关。假设有1个闭合面S包围结点A，则通过A的电流必然穿过闭合面S，所以基尔霍夫电流定律可以由结点扩展到任一闭合面。AI2I3I1I4S广义结点知识构建——基尔霍夫电流定律【例1】两个电气系统的连接，试决定两根导线中电流

I1和I2的关系。I1I2A系统B系统广义结点

I1＝I2解：可将A系统视为一广义结点，不管两个电气系统内部如何复杂，若由两根导线连接，必然存在

I1＝I2的关系，所以有：知识构建——基尔霍夫电流定律【例2】试分析晶体三极管基极电流

Ib、发射极电流

Ie和集电极电流

Ic之间的关系。IbICIebec解：假设一闭合面S，将三极管包围起来。则有：Ie－Ib－Ic＝0,

或：Ie＝Ib＋IcS广义结点所以，无论工作在什么情况下，晶体三极管3个电极的电流之间的关系，总是：发射极电流=集电极电流＋基极电流。知识构建——基尔霍夫电压定律（1）基尔霍夫电压定律（KVL）内容基尔霍夫电压定律又称回路电压定律，缩写为KVL。它是确定一个回路内各部分电压之间关系的定律。KVL表示为：在任一瞬时，沿任一闭合回路绕行一周，回路中各支路（或各元件）上电压的代数和等于零。用公式表示为如图所示，若取图中顺时针方向循环一周，则根据电压和电流的参考方向可列出或按电流写成如下形式知识构建——基尔霍夫电压定律以上是把沿假定顺时针绕行方向的电位降取正号，电位升取负号。这一结论适用于直流电路的任何闭合回路，当然也适应于在任何时候任意波形的交流电路。同KCL一样，基尔霍夫电压定律也可以推广到一段假想的闭合电路。如下图所示，只要把a，b两点间的压降同电阻上的压降一样看待即可。若取顺时针方向，则假想闭合回路CAR-REPORTPART0404任务实施任务实施——支路电流法支路电流法是分析和计算复杂电路的最基本方法。它是以支路电流为未知量，应用基尔霍夫两定律分别对结点和回路列出联立方程，然后求出各支路电流的方法。例1

如图所示电路，已知

，

，

，

，求各个支路电流。任务实施——基尔霍夫定律的应用解：首先对电路进行分析。该电路有4个结点，可列出6个独立结点方程。电路中有3个支路，可列出3个回路电压方程。这样有6个未知电流，可列6个独立方程，即可联立求解。在图中先标出电流的参考方向和