基爾霍夫定律課件(共17張課件)

基爾霍夫定律第1頁，共17頁。教學(xué)目標(biāo)：1、理解支路、節(jié)點(diǎn)、回路、網(wǎng)孔等基本概念；2、掌握基爾霍夫定律的內(nèi)容、表達(dá)式；3、掌握應(yīng)用基爾霍夫定律列節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程的方法；4、能運(yùn)用基爾霍夫定律對一般復(fù)雜電路進(jìn)行分析計(jì)算。第2頁，共17頁。復(fù)習(xí)舊知1、什么叫全電路歐姆定律？其表達(dá)式是什么？2、電阻串聯(lián)、并聯(lián)電路有何特點(diǎn)？

全電路電路歐姆定律的內(nèi)容：表達(dá)式：全電路里的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電阻之和成反比。第3頁，共17頁。復(fù)習(xí)舊知串聯(lián)電路的特點(diǎn)：電路中各處的電流相等；電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和；總電阻等于各分電阻之和；串聯(lián)電阻具有分壓作用，阻值大的電阻分得的電壓大。并聯(lián)電路的特點(diǎn)：電路中各支路兩端的電壓相等；電路的總電流等于各支路的電流之和；總電阻的倒數(shù)等于各分電阻的倒數(shù)之和；并聯(lián)電阻具有分流作用，阻值大的電阻分得的電流小。第4頁，共17頁。簡單電路：一個電源和多個電阻組成的電路，可以用電阻的串、并聯(lián)簡化計(jì)算復(fù)雜電路：兩個以上的有電源的支路組成的多回路電路不能運(yùn)用電阻的串、并聯(lián)計(jì)算方法簡化成一個單回路電路。知識回顧引入新課R1E1E2R2R3R1ER2R3第5頁，共17頁。新課導(dǎo)入是否所有的電路都可以用我們已學(xué)的歐姆定律、串并聯(lián)電路的關(guān)系來分析和計(jì)算呢？你能求出電路中電流I1、I2、I3的大小嗎？想一想？第6頁，共17頁。一、復(fù)雜電路中的基本概念2.節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的會聚的點(diǎn)。1.支路：由一個或幾個元件首尾相接構(gòu)成的無分支電路。右圖中有

條支路：E1和R1串聯(lián)構(gòu)成一條支路上圖中A和

B

為節(jié)點(diǎn)；下圖中

a為節(jié)點(diǎn)。E2和R2串聯(lián)構(gòu)成一條支路R3單獨(dú)構(gòu)成另一條支路3R1E1E2R2R3ABI1I2I3I4I4a思考同一支路中的電流有什么關(guān)系？第7頁，共17頁。

3.回路：電路中從任一點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)過一定路徑又回到該點(diǎn)形成的閉合路徑?？紤]：圖中共有

個回路，分別是：ABDMAANCBA3MNCDM一、復(fù)雜電路中的基本概念R1E1E2R2R3ABCDMN4.網(wǎng)孔：內(nèi)部不含有支路的回路。思考網(wǎng)孔和回路有什么關(guān)系？上述的回路中哪些是網(wǎng)孔？

回路和網(wǎng)孔都是由支路構(gòu)成的閉合路徑，回路內(nèi)部可以含有支路，網(wǎng)孔內(nèi)部不能含有支路，這是回路和網(wǎng)孔的區(qū)別。第8頁，共17頁。基爾霍夫電流定律(KCL)內(nèi)容

電路中任意一個節(jié)點(diǎn)上，流入節(jié)點(diǎn)的電流之和等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和。

即ΣI流入

ΣI流出例如圖中，在節(jié)點(diǎn)A上：流入有：I1I3

流出有：I2I4I5

所以根據(jù)定律：I1＋I(xiàn)3

I2＋I(xiàn)4＋I(xiàn)5

第9頁，共17頁。變形得：I1+I3+(-I2)+(-I4)+(-I5)=0

如果規(guī)定流入節(jié)點(diǎn)的電流為正，流出節(jié)點(diǎn)的電流為負(fù)，則可得出下面的結(jié)論：∑I=0即電流定律的第二種表述：在任一時(shí)刻，連接在電路中任一節(jié)點(diǎn)上的各支路電流代數(shù)和等于零。注意：應(yīng)用基爾霍夫電流定律時(shí)必須首先假設(shè)電流的參考方向（即假定電流流動的方向，叫做電流的參考方向，通常用“→”號表示），若求出電流為負(fù)值，則說明該電流實(shí)際方向與假設(shè)的參考方向相反。第10頁，共17頁?；鶢柣舴螂娏鞫傻膽?yīng)用例：求電路中的電流I1和I23A10A5A10A2AI1I2分析：電路中有兩個節(jié)點(diǎn)，為A、BABI1為節(jié)點(diǎn)A一支路電流，其它支路電流已知I2為節(jié)點(diǎn)A一支路電流，其它支路電流已知可以利用基爾霍夫電流定律求解解：對節(jié)點(diǎn)AI1=3A+10A+5A對節(jié)點(diǎn)B5A=I2+2A+10A=18A整理：I2=5A-2A-10A=-7A注意：應(yīng)用基爾霍夫電流定律時(shí)必須首先假設(shè)電流的參考方向，若求出電流為負(fù)值，則說明該電流實(shí)際方向與假設(shè)的參考方向相反?？芍篒1的方向與參考方向相同，

I2的實(shí)際方向是向下的第11頁，共17頁。如圖所示電橋電路，已知I1=25mA，I3=16mA，I4=12mA，試求其余電阻中的電流I2、I5、I6。解：在節(jié)點(diǎn)a上：I1=I2+I3，則I2=I1

I3=25

16=9mA

在節(jié)點(diǎn)d上：I1=I4+I5，則I5=I1

I4=25

12=13mA

在節(jié)點(diǎn)b上：I2=I6+I5，則I6=I2

I5=9

13=

4mA電流I2與I5均為正數(shù)，表明它們的實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相同，I6為負(fù)數(shù)，表明它的實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相反。第12頁，共17頁。定律（KVL）內(nèi)容：在任意回路中，從一點(diǎn)出發(fā)繞回路一周回到該點(diǎn)時(shí)，各段電壓（電壓降）的代數(shù)各等于零。

公式：列回路電壓方程的方法：（a）任意選定未知電流的參考方向；（b）任意選定回路的繞行方向；（c）確定電阻電壓正負(fù)（若繞行方向與電流參考方向相同，電阻電壓取正值；反之取負(fù)值）；（d）確定電源電動勢正負(fù)（若繞行方向與電動勢方向（由負(fù)極指向正極）相反，電動勢取正值；反之取負(fù)值）。第13頁，共17頁。I1I3aI2US1US2R1R2R3bcd思考：右圖abcda回路的電壓方程如何寫？按標(biāo)注方向循環(huán)一周，根據(jù)電壓與電流的參考方向可得：Uab+Ubc+Ucd+Uda=0由于Uab=-I2R2、Ubc=-Us2、Ucd=-Us1、Uda=I1R1，分別代入上式可得

I1R1-I2R2+Us2-Us1=0第14頁，共17頁。三、基爾霍夫定律的應(yīng)用支路電流法：以各條支路電流為未知量，根據(jù)基爾霍夫定律列出聯(lián)立方程組求解各支路電流的分析方法。用基爾霍夫定律解題的步驟：（1）標(biāo)出各支路的電流方向和網(wǎng)孔電壓的繞向。（2）用基爾霍夫電流定律列出節(jié)點(diǎn)電流方程式（若電路有m個節(jié)點(diǎn)，只需列出任意(m

1)個獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的電流方程）。（3）用基爾霍夫電壓定律列出網(wǎng)孔的回路電壓方程（條n支路列n-（m-1）個方程）。（4）聯(lián)立方程求解支路的電流（n條支路列n個方程）。（5）確定各支路電流的實(shí)際方向。當(dāng)支路電流計(jì)算結(jié)果為正值時(shí)，其實(shí)際方向與假設(shè)的參考方向相同，反之則相反。第15頁，共17頁。則I5=I1I4=2512=13mA節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的會聚的點(diǎn)。4、能運(yùn)用基爾霍夫定律對一般復(fù)簡單電路：一個電源和多個電阻組成的電路，可以用電阻的串、并聯(lián)簡化計(jì)算回路：電路中從任一點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)過一定路徑又回到該點(diǎn)形成的閉合路徑。例如圖中，在節(jié)點(diǎn)A上：總電阻的倒數(shù)等于各分電阻的倒數(shù)之和；2、求圖b電路中的各支路電流。例如圖中，在節(jié)點(diǎn)A上：解：該電路支路數(shù)n=3、節(jié)點(diǎn)數(shù)m=2，I1＋I(xiàn)3I2＋I(xiàn)4＋I(xiàn)5用基爾霍夫定律解題的步驟：注意：應(yīng)用基爾霍夫電流定律時(shí)必須首先假設(shè)電流的參考方向（即假定電流流動的方向，叫做電流的參考方向，通常用“→”號表示），若求出電流為負(fù)值，則說明該電流實(shí)際方向與假設(shè)的參考方向相反。在節(jié)點(diǎn)b上：I2=I6+I5，并聯(lián)電阻具有分流作用，阻值大的電阻分得的電流小。方程，網(wǎng)孔均以順時(shí)針方向繞行。一、復(fù)雜電路中的基本概念（4）聯(lián)立方程求解支路的電流（n條支路列n個方程）。如圖所示電路，試求：各支路電流I1、I2、I3。I3I1I2R23ΩR112ΩR36ΩE142VE221V

解：該電路支路數(shù)n=3、節(jié)點(diǎn)數(shù)m=2，所以應(yīng)列出1個節(jié)點(diǎn)電流方程和2個網(wǎng)孔的電壓方程，網(wǎng)孔均以順時(shí)針方向繞行。列出方程：

(1)I1=I2+I3

(任一節(jié)點(diǎn))

(2)R1I1+R2I2—E1—E2=

0

(網(wǎng)孔1)

(3)R3I3

R2I2+E2=0

(網(wǎng)孔2)代入已知數(shù)據(jù)，解得：I1=4A，I2=5A，I3=

1A。

電流I1與I2均為正數(shù)，表明它們的實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相同，I3為負(fù)數(shù)，表明它們的實(shí)際方向與圖中