基尔霍夫电流定律及其应用.ppt

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《基尔霍夫定律》PPT课件

作业：找出电路中的节点、支路、回路、网孔。
列写KCL程．
三.基尔霍夫电压定律（KVL）
1、定律描述：集总电路中任意时刻、任意回路所有支路上电压降的代数和恒为零。
注意
方程列写前提：在列KVL方程时通常需要先任意指定一个回路的绕行方向。
a
+
u2
-
按照其电压的绕行方向可得： + u1
-
+
u2+u3-u4-u1=0
试一试
1、电路如图所示，求I1、I2的大小。
10A
A B
I2
3A I1
5A
10A 2A
例：求电路中的电流I1和I2
分析：电路中有两个节点，为A、B I1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
10A
I2
A I1 B 2A
解：对节点A I1=3A+10A+5A =18A 对节点B 5A=I2+2A+10A 整理： I2=5A-2A-10A =-7A 可知：I1的方向与参考方向相同，
帮助
支路：6条节点：4个回路：7个网孔：3个
例 1：
I1
a
I2
IG
d G
I3
b
I4
I
支路：ab、bc、ca、… （共6条）结点：a、 b、c、d c (共4个）回路：abda、abca、 adbca … （共7 个）
+
E
–
基尔霍夫电流定律(KCL定律)
1．定律在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结点的电流之和。即: Ｉ入= Ｉ出 I1 I2 a +

第2讲(基尔霍夫定律).ppt

1.5 基尔霍夫定律
2. 应用步骤
1）在电路图上标出电流、电压、电源的参考方向。 2）标出回路的绕行方向。 3）根据KVL列方程，求解。
3. KVL的扩展应用--用于“开口”电路。例3 E I + _ R
U
+
E -IR - U = 0 U = E -IR
-
1.5 基尔霍夫定律
例 4 求 U1 ,U2 , U3 .
2V +
+ U1 U3 +
6V -
+ U2 -
12V +
+
解：
U1 = 2 + 6 = 8V U2 = 2 12 = 10V U3 = 12 + 6 = 18V
1.5 基尔霍夫定律
练习1：求各电流源的功率,并判断是起电源还是负载作用。 1A Is1 思路：
a+ _ 10 + b
20
回路：a-c-b-d-a
U 3 U 2 U1 U 4
U1 U 4 U 3 U 2 0
即
E1
U 0
R1 R2 I I a 2 d c 1 - U4 + + U3 I3 + + + U5 R3 U1 U2 E2 b
KVL:任一时刻，沿任一回路以任一方向绕行一周时,回路中各段电压的代数和为零。
1.5 基尔霍夫定律
由U3 U 2 U1 U 4
I1R1 E2 E1 I 2 R2
即ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
I1 R1 + E1 -
R2
I2 +
E RI
E2 - E1 I 2 R2 - I1R1

基尔霍夫定律的应用和例题ppt课件

I4
I3
或：
I I I I 0 1 3 2 4
基氏电流定律的依据：电流的连续性
在图1所示的电路中，对节点a可以写出： I1+I2=I3 或将上式改写成： I1+I2-I3=0 即 I=0 图1
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2、KCL定律的推广应用例1 图2所示的闭合面包围的是一个三角形电路，它有三个节点。求流入闭合面的电流IA、IB、IC之和是多少？解：应用基尔霍夫电流定律可列出 IA=IAB-ICA IB=IBC-IAB IC=ICA-IBC 上列三式相加可得 IA+IB+IC=0 或 I=0
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图5所示的adbca回路是由电源电动势和电阻构成的，上式可改写为：
E1-E2-I1R1+I2R2=0
或即
E1-E2=I1R1-I2R2 E=(IR)
图5
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2、基尔霍夫电压定律的推广应用
图6
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对图6(a)所示电路（各支路的元件是任意的）可列出 U=UAB-UA+UB=0 或 UAB=UA-UB
解：将A电气系统视为一个广义节点，则
图4 两个电气系统联接图
对图4(a)：I1=I2
对图4(b)：I= 0
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二、基尔霍夫电压定律（KVL）
1、KVL定律对电路中的任一回路，沿任意循行方向的各段电压的代数和等于零。即：
U0
E IR
在任一回路的循行方向上，电动势的代数和等于电阻上电压降的代数和。即：
小结：
作业：第43页2-１９、2-２９

1.2基尔霍夫定律.ppt

式中，电压方向与绕行方向一致的取正，相反的取负。在由理想电压源和电阻构成的回路中，上式可写成
1.2 基尔霍夫定律
上式中各电压和电动势的正、负符号的确定方法如下：（1）首先标明各支路电流的参考方向。（2）确定回路的绕行方向是顺时针方向，还是逆时
针方向（3）确定电阻上电压的符号：若通过电阻的电流参
或者说在任一瞬间，某一节点上的电流代数和为零，即
1.2 基尔霍夫定律
它体现了电流连续性的原理，在电路中的任何一点都不会发生电荷堆积。
1.2 基尔霍夫定律
【例1.2】图1.13为某电路中的一个节点，已知I1=2A， I2=3A，I3=-4A，I5=7A，求电流I4。【解】设流进节点的电流为正，流出节点的电流为负，由基尔霍夫电流定律得
1.2 基尔霍夫定律
基尔霍夫定律是电路的基本定律之一，这个定律包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律两个部分。电流定律用于对电路节点的分析，电压定律用于对电路回路的分析。
下面以图1.12为例，把有关电路的几个名词分述如下：
图1.12 电路举例
1.2 基尔霍夫定律
（1）支路电路中流过同一电流的分支叫作支路。R1、US1支路
和R2、US2支路分别含有电源US1和US2，称为有源支路；R3支路中不含有电源，称为无源支路
（2）节点电路中三条或三条以上支路的连接点叫作节点。
（3）回路电路中任意闭合路径叫作回路。
1.2 基尔霍夫定律
1.2.1 基尔霍夫电流定律（KCL）
基尔霍夫电流定律也称节点电流定律，应用于电路中的节点。它的内容是：在任一瞬间，流入某节点的电流之和等于流出该节点的电流之和，即
图1.16 例1.4的图
1.2 基尔霍夫定律

基尔霍夫定律课件ppt

详细描述
环路是指电路中任意一个闭合的路径，环路电压定律表明在任意一个闭合环路上，沿环路方向上各段电压的代数和等于零。这个定律可以用于分析电路中各元件之间的电压关系。
电阻、电导与电位的概念
总结词
电阻是表示电路对电流阻碍作用的物理量，电导是电阻的倒数，电位是表示电场中某一点的电势。
详细描述
电阻是电路中常见的元件，它阻碍电流的流动，通常用欧姆表示。电导是电阻的倒数，即1/R，用于衡量电路导电能力的大小。电位是电场中某一点的电势，通常用伏特表示，可以用于分析电路中各点的电势分布。
通过对实验数据的分析，可以验证基尔霍夫定律是否成立。
案例一：单电源电路
电路设计
单电源电路是指由一个电源和若干个电阻组成的电路。
基尔霍夫定律的应用
在单电源电路中，基尔霍夫定律可以用来计算电流的大小和方向。
实验验证
通过实验测量电流的大小和方向，可以验证基尔霍夫定律的正确性。
案例二：复杂电路
电路设计
03
基尔霍夫定律的运用
支路电流法
支路电流法是基尔霍夫定律在复杂电路中的一种应用方法，其基本原理是：在任何一个闭合电路中，各支路电流的代数和等于零。
应用支路电流法时，首先需要确定各支路的电流方向，然后根据基尔霍夫定律列出各支路电流的方程式，最后解方程组求得各支路电流。
支路电流法的优点是能够直接得出各支路电流的值，适用于支路数较少且各支路电流易于测量的电路。
基尔霍夫节点电流定律是指在任意一个节点上，所有流入的电流之和等于所有流出的电流之和。
详细描述
节点是指电路中任意一个连接点，节点电流定律表明在任意一个节点上，所有流入的电流之和等于所有流出的电流之和，即电流的总量守恒。这个定律可以用于分析电路中各支路电流之间的关系。

基尔霍夫定律及其应用ppt课件

2.电路如图所示,电流I=
。
电路如图所示，求I 的大小。
KCL的注意事项
①在应用KCL列电流方程时应首先选定连接节点的各支路电流参考方向。 ②正负号的含义：正：表示电流的实际方向和参考方向相同负：表示电流的实际方向和参考方向相反
（2）推广应用：对于由任何假想封闭面
包围的部分电路，流入该封闭面的电流
之和也等于流出该封闭面的电流之和。
如图
KCL的推广应用
根据KCL，可得：
I1+I2=I3
回路电压定律（KVL）
（1）内容：在任一闭合回路中，各段电路电压的代数和等于零。即：∑U=0（凡电流参考方向与绕行方向
一致则取正，反之取负，若绕行方向先经过电源正极
为正，先经过负极则为负）。
KVL例题
基尔霍夫定律及其应用
基本术语
1. 支路：电路中的每一个分支。 2. 节点：三条或三条以上支路所汇成的交点。 3. 回路：电路中任一闭合路径。
E1
支路数：3条
R2
R3
节点数：2个回路数：3个
R1
E2
1.如图1所示电路中有个节点，
条支路，
个回路
节点电流定律（KCL）
（1）内容：对于电路中任一节点，流入节点
的电流之和等于流出该节点的电流之和。即：
∑I入=∑I出
或：在电路的任一节点上，流入节点电流的
代数和恒等于零。即：∑I=0（规定流入节点
电流为正，流出节点的电流为负）。例
例题
I1
I2 I4
I3
已知： I1 =2A，
I2 =-3A， I3 =-2A。求： I4
分析：图中箭头方向为各支路电流的参考方向。方法一：由∑I入=∑I出得 I1 + I3 + I4 = I2 方法二：由∑I=0 得 I1 - I2 + I3 + I4 = 0 代入数值解得 I4 = -3A

基尔霍夫定律支路电流课件

实验步骤与操作
01
实验步骤1
02
实验步骤2
03
实验步骤3
04
实验步骤4
实验结果与数据分析
实验结果
数据分析
结果讨论
05
基尔霍夫定律的扩展与深化
线性电阻电路的扩展
线性电阻电路
扩展应用
非线性电阻电路的深化
非线性电阻电路
深化应用
复杂电路的分析方法
要点一
复杂电路
复杂电路是指包含多种类型的元件（如电阻、电容、电感等）和多种形式的连接方式（如串联、并联、混联等）的电路。
基尔霍夫定律支路电流课件
• 基尔霍夫定律概述 • 支路电流法 • 基尔霍夫定律的应用 • 基尔霍夫定律的验证 • 基尔霍夫定律的扩展与深化
01
基尔霍夫定律概述
定义与公式
总结词
基尔霍夫定律是电路分析中的基本定律之一，用于描述电路中电流和电压之间的关系。
详细描述
基尔霍夫定律包括两个部分，即基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。基尔霍夫电流定律指出，在电路中，任意节点的流入电流之和等于流出电流之和。基尔霍夫电压定律指出，在电路中，任意闭合回路的电压降之和等于零。
分析电子元件行为
利用基尔霍夫定律，可以分析电子元件在电路中的行为，从而优化元件的性能。
在物理教学中的应用
帮助学生理解电路概念
强化物理实验技能
培养解决问题能力
04
基尔霍夫定律的验证
实验目的与原理
实验目的
通过实验验证基尔霍夫定律的正确性，加深对电路分析基本理论的理解。
VS
实验原理
基尔霍夫定律是电路分析的基本定律，包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。电流定律指出在电路中，对于任意节点，流入和流出的电流代数和为零；电压定律指出在电路中，对于任意闭合回路，电压的代数和为零。

基尔霍夫定律PPT课件

也可用节点B求：- I1 -I5+ I6 = 0 I5= - I1 + I6 =(-2)+(4)= 2A
1.3 基尔霍夫定律
1.3.2 基尔霍夫电流定律
3、 KCL的推广
KCL通常用于节点，也可推广应用于电路中的任何一个包括数个节点的假定的闭合曲面。 (可称为广义节点，即图论中的割集)。
例如对右图所示电路
5A
7A
思考
+ 2A
+
7Ω
6V
-
9V 3Ω
-
2Ω 8Ω 4A 4Ω 5Ω
I= -5-4= -9A
I
2Ω
利用KCL可以很方便地解一些看起来很复杂的电路。
1.3 基尔霍夫定律
例1.3-1 如图1.3-5所示的电路，已知i1=-5 A，i2=1A，i6=2 A，求i4。
解法一：为求得i4，对于节点b，根据KCL有：
i1+ i2 – i3 = 0
或 i =0
i1
i2
iA
i3 B
A
iC
iB C
由于闭合面具有与节点相同的性质，因此称为广义节点。
1.3 基尔霍夫定律
1.3.2 基尔霍夫电流定律 3、 KCL的推广
图1.3-4中，对于闭合曲面S，有
-i3 - i4 - i5 + i8 霍夫定律例：求下面电路中I=？
1.3 基尔霍夫定律
1.3.2 基尔霍夫电流定律 Kirchhoff ’s Current Law，简称 KCL 1、 KCL的引入
节点a： i1 + i2 = i3 或写为 i1 + i2 – i3 = 0
即，如果流入节点的电流前面取正号，流出节点的电流前面取负号，那么该节点上电流的代数和等于零。

基尔霍夫电流定律-公开课PPT课件

节点A上电流的代数和
12+6-18=0
13
试一试
请用基尔霍夫电流定律列出下图节点A的电流方程。在节点 A 上： I1＋I3 I2＋I4＋I5 或 I1＋I3－I2－I4－I50
-
14
定律的推广
(1)对于电路中任意假设的封闭面来说,电流定律仍然成立。
判断电路中电流之间的关系 E1
I3=I1+I2
回路
-
网孔
5
基本概念
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 3 条支路：
E
A
F
E1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
E1
E2
R3
R1
R2
D
B
C
2.节点：三条或三条以上支路汇聚的点。
右图中有 2 个节点：A点和B点
-
6
基本概念
3.回路：电路中任一闭合路径。
节点d上：I1 = I4 + I5，则 I5 = I1 I4 = (25 12) mA = 13 mA 节点b上：I2 = I6 + I5，则I 6 = I2 I5 = (9 13) 分mA解=难点4 mA
-
17
KCL定律
负号:电流的实际方向与标出的参考方向相反得出结论
结论：任意假定电流的参考方向，若计算结果为正值，则电流的实际方向与参考方向相同；若计算结果为负值，则电流的实际方向与参考方向相反。
-
18
课堂练习
练习2:电路如下图所示，试计算电流I1= 5A 。
I1 3A＋2A5A
-
19
课堂练习
练习3.电路如下图所示，试计算I= 0A 。

基尔霍夫电流定律课件

基尔霍夫电流定律
04
的验证
实验设备与材料
电流表
测量电路中的电流。
导线
连接电路元件。
电源
提供稳定的直流或交流电压。
电阻器
用于模拟电路中的电阻元件。
示波器
用于观察电压和电流波形。
实验步骤与操作
1. 搭建电路
使用提供的设备和材料，按照要求搭建一个简单的电路，包含电源、电流表、电阻器和导线。
THANKS.
03
利用基尔霍夫电流定律和电压定律，结合非线性元件的特性进
行计算和分析。
时变电路的扩展
01
时变电路
在电路中，如果元件的电压和电流随时间变化，则称为时变电路。
02
基尔霍夫电流定律的时变电路扩展
在时变电路中，基尔霍夫电流定律仍然适用，但需要考虑时间变化对电流的影响。
03
时变电路的分析方法
利用基尔霍夫电流定律和电压定律，结合时间变化对元件特性的影响进行计算和分析。
利用基尔霍夫电流定律和电压定律，结合电路图进行计算和分析。
非线性电路的扩展
非线性电路
01
在电路中，如果元件的电压和电流不成线性关系，或者随时间
变化，则称为非线性电路。
基尔霍夫电流定律的非线性电路扩展
02
在非线性电路中，基尔霍夫电流定律仍然适用，但需要考虑到
元件特性的非线性关系。
非线性电路的分析方法
计算交流阻抗和功率
利用基尔霍夫电流定律，可以计算交流电路中的阻抗和功率，从而分析
电路的性能和效率。
03
解决交流谐振问题
在交流谐振电路中，可以利用基尔霍夫电流定律分析谐振的条件和影响
，优化电路的设计和性能。

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利用基尔霍夫定律在＋
ห้องสมุดไป่ตู้
广义结点中的应用，我 10V
们可以很容易得出：
－ 9Ω
1Ω
I0=0
I0
＋
2Ω
6V
－
总结：
1、支路、节点的定义并从复杂电路中找出支路和节点的个数。
2、熟练掌握基尔霍夫电流定律及其应用。运用基尔霍夫电流定律做题时首先要假设参考方向。
3、实际方向与参考方向的问题。
作业：
+
1、请找出右图中有几条支路、几个节点、几个回路、几个网孔？
I3
＋
E1
R3
R4
－
我们来看一下这个电路，已知E1=6v、E2=8v、R1= 1KΩ、R2=2KΩ、R3=3KΩ，求图中的I1、I2、I3？
R1 I1
I2 R2
既然我们用欧姆同学＋
I3
＋
的方法解决不了这个问题，那么该轮到我们这
E1
R3
E2
节课的男主角基尔霍夫
－
－
同学闪亮登场了。
基尔霍夫（Gustav Robert Kirchhoff，1824～1887），德国物理学家。
进行基尔霍夫电压定律＋
I3 R3
E2＋
的探秘之旅！
－
－
E1
R3
E2
－
－
谢谢大家！
之和。
－
R1 I1 a I2 R2
d
I3 E1 R3
＋
E2
－
b
术语
1、支路（Branch）：电路中 c
任一分支，每一条支路流过
同一个电流。
＋
2、节点（Node）：指电路中
三条或三条以上支路的相连
接的点。
－
R1 I1 a I2 R2
d
I3 E1 R3
＋
E2
－
b
基尔霍夫电流定律（Kirchholff's Current Law，简称KCL）：
我们会发现I1+I2=I3
＋
＋
－
E1
这就是我们今天所
－
学的基尔霍夫电流
定律的内容。
R1 I1
I3 R3 R3
I2 R2
＋
E2＋
－
E2
－
基尔霍夫电流定律（Kirchholff's Current Law，简称KCL）：
c
任一瞬时，电路中
任一节点，流入该节点的各支路电流之和等于＋
流出该节点的支路电流
1845年，21岁时他发表了第一篇论文，提出著名的基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL），解决了电器设计中电路方面的难题。直到现在，基尔霍夫电路定律仍旧是解决复杂电路问题的重要工具。基尔霍夫被称为“电路求解大师”。
假设你是基尔霍夫，你有没有办法得出电路中的电流？（E1=6v、E2=8v、R1=1KΩ、R2=2KΩ、R3=3KΩ）
基尔霍夫电流定律及其应用
导入新课：如图，已知E1=6v、R1=1KΩ、R2=2KΩ、R3=3KΩ、R4=
4KΩ，求图中的I1、I2、I3？
从图中我们可以看出R2与R4 串联后然后与R3 并联，最后再与 R1串联。我们用前面学的电阻的串并联关系以及欧姆定律就可以求解。
R1 I1
I2 R2
R1 a R2 b R5
E1 R3
R4
+
E2
-
c
2、如图所示，一个三极管有三个极，请写出三个极电流之间满足的关系式。
d IC
IB IE
我们来看一下这个电路，已知E1=6v、E2=8v、R1=1KΩ、 R2=2KΩ、R3=3KΩ，求图中的I1、I2、I3？
R1 I1
I2 R2
下节课我们将继续＋
＋
列方程,并求出I4=？。
R3
I1+I2+I3+I4=0
2A+4A+(-5A)+I4=0
R1 I1 I3
O
I4= -1A
R2
R4
I2 I4
题目中的负号代表电流的实际方向与图中的参考方向相反。
推广：广义结点：任何一个假想的闭合电路。
IA+IB+IC=0
IA
A
R1
R3
IB
IC B
R2 C
如图所示，求图中I0的大小。
任一瞬时，电路中任一节点，流入该节点的各支路电流
之和等于流出该节点的支路电流之和。
c
R1 I1 a I2 R2
d
对于节点a：
＋
I3
＋
I1+I2=I3
E1 R3
－
E2
－
b
解题步骤： 1、找出电路中的节点。 2、找出各个节点流入的电流和流出的电流。
3、根据基尔霍夫电流定律列方程。
应用：
如图所示I1=2A,I2=4A,I3=-5A，请用基尔霍夫电流定律