基爾霍夫定律、支路電流PPT課件[通用]

1、2.1 基爾霍夫定律 2.2 支路電流法2.3 等效電路分析 第2章電路的分析方法2.4 疊加定理2.5 結點電壓法2.6 含受控電源電路的分析1電路中各支路的電流和電壓受到兩類約束：元件的特性造成的約束。如：歐姆定律 稱為元件的組成關系。電路的結構造成的約束。 稱為“拓撲”約束。2.1 基爾霍夫定律2歐姆定律RUI注意（1）用歐姆定律列方程時，一定要在圖中 標明正方向。 （2）定律只適用于線性電阻。RUI3基爾霍夫電流定律 (Kirchhoffs Current LawKCL )基爾霍夫電壓定律(Kirchhoffs Voltage LawKVL )基爾霍夫定律與元件特性是電路分析的基礎。G

2、ustav Robert Kirchhoff (1824-1887)基爾霍夫/克西霍夫2.1 基爾霍夫定律4一 . 幾個名詞1. 支路 (branch)：電路中通過同一電流的一個分支 (b)2.節(jié)點 (node):三條或三條以上的支路的連接點稱為節(jié)點( n )4.回路(loop)：由支路組成的閉合路徑。( l )b=33.路徑(path)：兩節(jié)點間的一條通路。路徑由支路構成。5. 網孔(mesh)：內部不包含支路的回路即網孔。123ab+_R1uS1+_uS2R2R3l=3n=2123對平面電路，每個網眼即為網孔。網孔是回路，但回路不一定是網孔。M=25支路：ab、ad、 . （共6條）回路：

3、abda、 bcdb、 . （共7 個）結點：a、 b、 . (共4個）例I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-網孔：abda、 bcdb adca （共3 個）61 、在電路中，任一時刻，流出任一節(jié)點的各支路電流的代數和為零。 即-當支路電流參考方向指向節(jié)點 n ，上述求和式中取“-”，-當支路電流參考方向背向節(jié)點 n ，上述求和式中取“+”。i1+ i2 i3+ i4= 0注意：流進流出流進流出二. 基爾霍夫電流定律 (KCL)：i1i2i3i477A4Ai110A-12Ai2i1+i2 = 1012 i2=1A 4=7+i1 i1= 3A 例2、 在電路

4、中，任一時刻，流入結點的支路電流之和等于流出該結點的支路電流之和基爾霍夫電流定律是電荷守恒定律的具體表現8KCL適用于電路的任意封閉面I1+I2 + I3=0基爾霍夫電流定律的擴展證明：I1I2I3abcIbcIabIcaa:b:c:3、廣義KCL：9I=0I=?E2E3E1+_RR1R+_+_R例ABi只有一條支路相連，則 i=0。i=?10計算圖示電路中的未知電流 I 。I2A-3A4A解：2 - 3 - 4 - I=0I= 2 - 3 - 4=-5A利用擴展的KCL列方程：例11三、基爾霍夫電壓定律(KVL) 1、KVL: 在電路中，任一時刻，沿任一閉合路徑( 按固定繞向 )，各支路電壓

5、代數和為零。 即：取回路的繞行方向設定電壓的參考方向通常繞行方向與參考方向一致，取“+” 繞行方向與參考方向相反，取“-”12U1+U2-U3+U4=0U1U2U3U4ABCD2143例：13回路 a-d-b-c-aaI1I2E2+-R1R3R2+_I3bE1cd電位升電位降或：回路 a-b-c-a回路 a-b-d-a14回路 a-d-c-aI3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI5I4-15基爾霍夫電壓定律也適合開口電路?；鶢柣舴螂妷憾傻臄U展E+_RabUabI例16ABCouAOuBOuAB17例8：Uad243156abcdef7路徑1：ad路徑2：afed路徑3：abcd

6、2、廣義KVL： 所得結果與計算時所取的路徑無關電路中任意兩點間的電壓等于兩點間任一條路徑經過各元件電壓的代數和。18+-4V5Vi =?3+-4V5V1A+-u =?3例1例3例219解4V+-10AU =?2+-3AI解10V+-1A-10VI =?10I1例4例520求：I1、I2 、I3 能否很快說出結果？1+-3V4V11+-5VI1I2I3例6討論題21R1=1，R2=2，R3=3，E3=3V，I3=3A，求I1、I2與兩電源的功率。P1發(fā)= E1I1 = 219 = 189W例7解：KVL: R2I2+R1I1 -E1=0KVL: E3 + R3I3- R2I2 =0I2= 12

7、/2 = 6AP3吸= E3I3 = 33 = 9WI1aI2I3b R1E1E3R3R2+-+-KCL: I1 = I2 + I3 = 9A；E1 =12+19 =21V22小結：(1) KCL是對支路電流的線性約束，KVL是對支路電壓的線性約束。 (2) KCL、KVL與組成支路的元件性質及參數無關。 (3) KCL表明在每一結點上電荷是守恒的；KVL是電壓單值性的具體體現(電壓與路徑無關) 。23未知：各支路電流 解題思路：根據電路的基本定律（歐姆定律、基爾霍夫電流定律和電壓定律），列節(jié)點 電流和回路電壓方程，然后聯(lián)立求解。2.2 支路電流法已知：電路結構和參數24關于獨立方程式的討論問

8、題：在用基爾霍夫電流定律或電壓定律列方程時，可以列出多少個獨立的KCL、KVL方程？aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE13條支路；2個節(jié)點；3個回路，2個網孔KCL方程：節(jié)點a：節(jié)點b：KVL方程：獨立方程只有 1 個#1：#2：#3：獨立方程只有 2 個25設：電路中有N個節(jié)點，B個支路N=2、B=3bR1R2E2E1+-R3+_a小 結獨立的節(jié)點電流方程有 (N -1) 個獨立的回路電壓方程有 (B -N+1)個則：（一般為網孔個數）獨立電流方程：個獨立電壓方程：個26用支路電流法解題步驟1. 對每一支路假設一未知電流（I1IB）；4. 解聯(lián)立方程組，得 I1IB 。2. 列N-1個節(jié)點電流方程；3. 列 B -（N-1）個回路（取網孔）電壓方程；設：電路中有N個節(jié)點，B個支路27節(jié)點a：列3個獨立KCL方程節(jié)點c：節(jié)點b：節(jié)點數 N=4支路數 B=6例列3個獨立KVL方程（網孔）bacdE4E3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_電壓、電流方程聯(lián)立求得：I1I628是否能少列一個方程?N=2 B=3支路電流未知數少一個：支路中含有恒流源的情況 例6A12VI+-24I1I1+6=I解得： I =