2022-2023學年高二物理競賽課件：電路基本定律及分析方法

電路基本定律及分析方法

電路基本定律及分析方法重點內容1.基爾霍夫定律：基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律；2.支路電流法、疊加定理和戴維寧定理?；鶢柣舴蚨桑↘irchhoff’slaws）（也稱克希荷夫定律）--交直流電路均適用名詞解釋：結點(node):電路中3個或3個以上電路元件的連接點。支路(branch):兩個結點之間的每一條分支電路。回路(loop):由電路元件組成的閉合路徑。網孔(mesh):未被任何支路分割的回路。結點：幾個？支路：幾條？回路：幾個？網孔：幾個？2個3條3個2個aI1I2U2+_R1R3R2+_I3bU1cd練習題結點：幾個？支路：幾條？回路：幾個？網孔：幾個？4個6條7個3個I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-公式：Σi=02.1

基爾霍夫電流定律（Kirchhoff’sCurrentLaw-KCL）---應用于結點在電路的任何一個結點上，同一瞬間電流的代數和等于零。在直流電路中，ΣI=0規(guī)定：流入結點的電流前加“+”；流出結點的電流前加“-”。aI1I2U2+_R1R3R2+_I3bU1a:

I1+I2-I3=0b:

-I1-I2+I3=0只有1個獨立方程4個結點:a,b,c,d練習題列KCL方程a:

-I1+I3+I4=0I1=I3+I4b:

I1-I2+I6=0c:

I2-I3-I5=0d:

-I4+I5-I6=0ΣI=0或寫成ΣI流入=ΣI流出其中只有3個獨立方程I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-電流定律還可以擴展到電路的任意假定封閉面。I1+I2=I3I1I2I3廣義結點ICIEIBICIBIEIC＋IB=IE解I1I2I3I4由基爾霍夫電流定律可列出

I1＋I3＝I2+I4可得

I4＝3A如圖所示，I1＝2A，I2＝－3A，I3＝－2A，試求I4。例1［解］由KCL方程：I6＝I4－I1

＝

(－5－3)

A＝－8A

［例2］在圖示部分電路中，已知I1＝3A，I4＝－5A，I5＝8A。試求I2

，I3和I6

。

aI1

I3

I2

I4

I5

I6

cbI2＝I5－I4＝［8－(－5)

］A＝13AI3＝I6－I5＝(－8－8)

A＝

－

16A或由廣義結點得I3＝－I1－I2＝(－3－13

)

A＝－16Aa:

I1+I6=I4b:

I2+I4=I5c:

I3+I5=I6公式：Σu=02.2

基爾霍夫電壓定律（Kirchhoff’sVoltageLaw-KVL）---應用于回路任一回路中，沿同一循行方向，同一瞬間電壓的代數和為零。在直流電路中,ΣU=0I1I2U2a+_R1R3R2+_I3bU1指定回路的循行方向，支路電壓(電流)與回路循行方向一致時，前面加“+”；反之，前面加“-”。規(guī)定ⅢⅠⅡ共3個回路，2個網孔只有2個獨立方程Ⅰ:I1R1+I3R3-U1=0Ⅱ:-I2R2-I3R3+U2=0Ⅲ:I1R1-I2R2+U2-U1=0與回路環(huán)行方向一致的電流、電壓和電動勢前面取正號，不一致的前面取負號。基爾霍夫電壓定律還可以推廣應用于任何一個假想閉合的一段電路。將a、b兩點間的電壓作為電阻電壓降一樣考慮進去。＋－U

＋

－R

I

USbaR

I－U＋US＝0［解］

由回路abcdefaUab+Ucd－Ued+Uef＝E1－E2

［例3］在圖示回路中，已知E1＝20V，E2＝10V，Uab＝4V，Ucd＝－6V，Uef＝5V。試求Ued

和Uad

。

＋－R2

E2eaR3

R4

＋－Ucd＋－R1

E1＋－Uef＋－UabUed＋－bdfc＋－Uad求得

Ued

＝

Uab+Ucd+

Uef－E1+E2

＝

[4+(－6)＋5－20＋10]V＝－7V

由假想的回路

abcdaUab+Ucd－Uad＝－E2＋－R2

E2eaR3

R4

＋－Ucd＋－R1

E1＋－Uef＋－UabUed