基尔霍夫电流定律
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基尔霍夫电流定律教案
教学课题:基尔霍夫电流定律
教学目的:1、掌握支路、节点和回路的概念。
2、掌握基尔霍夫电流定律的概念和表达式。
3、能熟练运用基尔霍夫电流定律解题。
教学重点:基尔霍夫电流定律的定义及表达形式。
教学难点:基尔霍夫电流定律的定义及表达形式。
教学方法:讲授法、讨论法、图形分析法
教学过程:
引入:一个最简单的电路是由电源、用电器、导线和开关等组成的闭合回路。
电子电路中,常会遇到有两个以上的有电源的支路组成的回路电路,不能运用电阻串、并联
的计算方法将它简化成一个单回路电路,这种电路称为复杂电路。
为了进行这类电路的运算,人们总结出了一些有效的方法,如等效发电机原理、叠加
原理、三角形与星形变换原理等。本节课我们就来学习解决复杂电路的一种基本规律—基尔
霍夫电流定律(KCL )。
新授:复杂电路都是由分列的元件通过理想导体联接成,我们就把由一个或几个元件首尾相
接构成的无分支电路称之为支路。这样,流经元件的电流和元件的端电压就分别称之为支路
电流和支路电压。它们都是复杂电路分析和研究的对象。支路的连接点称为节点。节点是三
条或三条以上支路会聚的点。
如上图所示:4条支路,两个节点。(学生分组讨论)
注:把B 、C 、看成是两个节点是不对的,因为B 点和C 点是用理想导体联接的,从电位的
角度来看,他们是相同的端点,成一点。电路图可以改画,只要保证各元件间的联接关系不
变即可。为了方便起见,我们也可以把支路看成是一个具有两个端钮而由多个元件串联而成
的组合。
电路中的任一闭合路径称为回路,上图中有六个回路。
所谓电路的基本规律,包含两方面的内容:一是电路作为一个整体来看,应服从什么
规律;另一个是电路的各个组成部分各有什么表现。这两方面都是不可少的。本节课我们先
来说明的是电路的整体规律—基尔霍夫电流定律。
A B C D
E F G
H
基尔霍夫有两个基本定律,是根据电荷守恒和能量守恒这两个自然界的基本法则得到
的。电荷守恒的意思是:电荷既不能创造也不能消灭,由此可以得到基尔霍夫电流定律:电
路中任意一个节点上,在任一时刻,流入节点的电流之和,等于流出节点的电流之和,即
基尔霍夫电流定律的第二种表述:在任一电路的任一节点上,电流的代数和永远等于
零,即 KCL 除了可以运用到节点上,也可以把它推广运用到电路中的任一假设的闭合面。
流入封闭面的电流等于从封闭面流出的电流: 基尔霍夫电流定律表达了电路中支路电流间的约束关系。应该指出,在分析与计算复
杂电路时,往往事先不知道每一支路中电流的实际方向,这时可以任意假定各个电路中电
流的方向,称为参考方向,并且标在电路图上。电流的实际方向可根据数值的正、负来判
断,当 I > 0时,表明电流的实际方向与所标定的参考方向一致;当 I < 0 时,则表明
电流的实际方向与所标定的参考方向相反。
例题分析:如图3-5所示电桥电路,已知1I
= 25 mA ,3I = 16 mA ,4I = 12m A ,试求其
余电阻中的电流2I 、5I 、6I 。 解:在节点 a 上:I 1 = I 2 + I 3,则 I 2 = I 1-I 3 = (25-16) mA = 9 mA
在节点 d 上:I 1 = I 4 + I 5,则 I 5 = I 1 -I 4 = (25 -12) mA = 13mA
在节点 b 上:I 2 = I 6 + I 5,则 I 6 = I 2-I 5 = (9-13) mA =4 mA
说明:电流 I 2 与 I 5 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,I 6 为
负数,表明它的实际方向与图中所标定的参考方向相反。
课堂练习:如图表示某复杂电路中的一个节点a ,已知: 试
求通过元件的电流I 4
∑∑=流出
流入I I 0
I =
∑
-3A I 2A I 5A I 321===,,3
21I I I =+
解:假设电流方向为流出节点,则4321I I I I ++= =4I I 1-I 2-I 3=5A-2A-(-3A )=6A
I 4为正数,代表电流方向与实际方向相同。
课堂小结:本节课主要介绍了我们之前所不曾接触过的复杂电路,明确了复杂电路的几个基
本概念,在此基础上我们介绍了解决复杂电路的基本规律—基尔霍夫电流定律。同学们要
熟练掌握定律内容并能运用解决实际问题。
课后作业:复习基尔霍夫电流定律的内容,并预习下一小节:基尔霍夫电压定律。
板书设计:
基尔霍夫电流定律
一、 几个基本概念
支路:由一个或几个元件首尾相接构成的无分支电路称之为支路。
支路电流、支路电压
一个具有两个端钮而由多个元件串联而成的组合。
节点:支路的连接点。
三条或三条以上支路会聚的点。
回路:电路中的任一闭合路径称为回路
基尔霍夫电流定律:
第一种表述: 第二种表述: 流入封闭面的电流等于从封闭面流出的电流:
三、参考方向:当 I > 0时,表明电流的实际方向与所标定的参考方向一致;当 I < 0 时,
则表明电流的实际方向与所标定的参考方向相反。 ∑∑=流出
流入I I 0
I =∑