第7讲基尔霍夫定律

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课内试验项目操作分析单

班级________姓名_______学号_______ 编制部门:编制人:编制日期:

项目编号项目名称基尔霍夫定律训练对象

课程名称电工电子技术教材《电工技术》《电子技术基础》学时1

试验目的(1)掌握万用表测量电流、电压的方法及稳压电源的使用方法

(2)掌握基尔霍夫定律的内容和其在电路分析中的应用

(3)培养学生严谨细致,认真负责的工作作风

一、仪器设备:

ZH-12通用电学实验台、万用表

二、注意事项:

1、试验之前应先检查设备、器材的好坏。

2、电路连接时,要注意电源极性,避免反接。

3、使用万用表时,要正确选择档位,且要规范操作。若选用电压表和电流表则应注意选

用合适量程的表,并且电路连接时要注意极性。

4、测量电压时,应将表并在所测对象两端;测量电流时,应将表串入电路。

三、试验电路:

试验<1> 图

四、操作步骤:

(1)调节ZH-12实验台上的稳压电源,使其输出电压为9V,待用。

(2)(2)按图<1>所示电路图接线。

(3)(3)经教师检查后接通电源,用万用表测电压及各支路电流,并将结果填入表<1>中。

五、结果汇总

六、结果分析

1、分析试验电路(1)中各电流的关系

2、分析试验电路(1)中各段电压的关系

七、评分

1、操作是否符合规范(40%)

2、结果是否正确(30%)总分:_________

3、分析是否正确(30%)

课题7:基尔霍夫定律

课型:讲练结合

教学目的:

知识目标:

(1)掌握基尔霍夫定律。

(2)学会运用基尔霍夫定律进行电路分析。

技能目标:

(1)进一步熟悉万用表测量电压、电流的方法。

(2)进一步熟练电路连接技巧。

重点、难点:

重点:(1)基尔霍夫电压和电流定律的内容及表达式。

难点:(1)运用基尔霍夫定律分析电路。

(2)列方程∑I=0、∑U=0过程中,电流,电压,电动势字母前正负号的确

定。

教学分析

本节课采用学生先根据电路及要求进行试验,在课堂讲解过程中老师再加以演示,边演示边讲解,导出基尔霍夫定律的具体内容及表达式,再详细讲解在列KCL、KVL方程式中,电流,电压,电动势字母前正负号的确定,通过例题讲解,使学生能较好的理解课程

的内容,突破难点。

复习、提问:

(1)电路开路及短路时的特点?

(2)什么是简单电路?

教学过程:

一、引入

问题:简单电路是指可以用元件的串、并联加以化简求解的电路,复杂电路是指不能用元件的串、并联化简得以求解的电路,

如下图所示电路。

图1 (提问2-3人,引起大家对本次课题的注意)

引入正题:解决这一类问题可以用基尔霍夫定律,基尔霍夫定律有两部分,分别是基尔霍夫电流定律——阐述节点电流之间的关系;基尔霍夫电压定律——阐述回路电压之间的关系。通过基尔霍夫电流、电压定律,针对上述电路中的节点和回路分别列出方程,再对方程加以求解,就可以解决上面提出来的问题。

那么,基尔霍夫定律究竟是什么呢?下面我们通过同学们自己的试验、测试来探索得出其具体内容。

为了叙述方便,先对节点、支路、回路三个概念作一下解释。

(1)支路——无分支的一段电路,支路中各处电流相等,称为支路电流。

(2)节点——三条或三条以上支路的连接点。

(3)回路——由一条或多条支路所组成的闭合电路。

请学生回答图1中的支路、节点、回路数。

二、试验操作

提示注意事项,做好电路连接示范,按试验操作单对项目1进行连接测试,并记录好所

测量的数据。

三、对试验结果进行分析

1、对节点电流关系进行分析

先通过提问,请同学们回答从他们的测试结果中获得什么发现,提问2-3人。

I1+I2=I3

或改写为I1+I2-I3 = 0 =>∑I=0

即表示:在任一瞬间,一个节点上电流的代数和恒等于零。(分析:先确定电流的正方向,如果规定正方向向着节点的电流取正号,那么背着节点的电流就取负号)为什么?因为电荷在电路中任何一点均不能堆积,这是由电流的连续性所决定。

得出结论:

基尔霍夫电流定律(KCL):在任一瞬间,流向某一节点的电流之和等于流出该节点的

电流之和。∑ I入=∑I出

2、对回路电压进行分析

提问2-3人,请同学们回答从他们的测试结果中发现了什么。

从左回路看,沿顺时针方向,是否有

U ab+U bc+U ca=0 =>∑U=0

从右回路看,沿顺时针方向是否有U ad+ U db+U ba =0 =>∑U =0把U用E来代替,因从数值上有U =E

左回路式子可写成U ab+U bc-E=0 =>U ab+U bc=E =>∑E=∑(IR)(因U ca沿顺时针方向是电压下降方向,而E沿这个方向是电压上升,所以E前面要加“--”号)即在任一回路循行方向上,回路中的电动势的代数和等于电阻上电压降的代数和。

首先,假设电流的正方向与回路循行方向,对于式∑E=∑(IR),凡电流方向与回路循行方向相同时,取正,相反时,取负。电动势的正方向与所选回路循行方向一致者,取正号,相反者,取负号。

得出结论:

基尔霍夫电压定律(KVL):在任一瞬间,沿任一回路循行方向,回路中各段电压

的代数和恒等于零。

原因:电路中任意一点的瞬时电位具有单值性(同一点同一时间不可能有两个电位值)

四、基尔霍夫定律的推广应用

1、基尔霍夫电流定律可扩展应用于任一闭合面。

结论:在任一瞬间,通过任一闭合面电流的代数和也恒等于零。

基尔霍夫定律通常应用于节点。但对于图2中由三个电阻三角形连接所组成的电路,我们给它在外面画一个虚线圆圈;这个虚线圆圈就引成了一个闭合面。我们可以把闭合面看成一个“广义节点”,基尔霍夫电流定律同样适用于广义节点。

我们也可以用基尔霍夫电流定律,写出A、B、C三个节点的

电流关系,从而推导出流入闭合面的电流关系:

根据基尔霍夫电流定律有:I A=I AB-I CA

I B=I BC-I AB

I C=I CA-I BC 图2

把上列三式相加即得I A+ I B+ I C=0 =>∑I=0

即,任一瞬间,通过任一闭合面的电流的代数和也恒等于零。根据这一原理,基尔霍夫电流定律还可以推广应用到其它一些场合。例如:

例1:一个晶体三极管有三个电极,各极电流的方向如图所示,各极电流关系如何?

解:晶体管可看成一个闭合面

则有I E =I B+ I C I B

I C

I E