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什么是基尔霍夫定律,基尔霍夫定律的应用

发布时间:2023-07-17 23:04:08编辑:温柔的背包来源:

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什么是基尔霍夫定律,基尔霍夫定律的应用

什么是基尔霍夫定律基尔霍夫定律是电路中电压和电流的基本定律,是分析和计算更复杂电路的基础。它是由德国物理学家G.R .基尔霍夫(1824 ~ 1887)在1845年提出的。它可用于分析DC电路、交流电路和含有电子元件的非线性电路。

用基尔霍夫定律分析电路时,只与电路的连接方式有关,与组成电路的元件的性质无关。基尔霍夫定律包括电流定律和电压定律。

基本概念(1)支路:由一个或几个首尾相连的元件组成的无支路电路。图中有五个分支,分支电流分别在图中标出。节点:三个或三个以上分支的连接点。图中有三个节点a、b和c。回路:电路中的任何闭合路径。图中有6个回路。(4)网孔:没有任何分支通过的回路。Mesh是最简单的循环,或者说是不可细分的循环。图中最简单的回路aR1R2a、aR2R4ba、bR4R5b是网格。

基尔霍夫第一定律(1)内容:在任意时刻,对于电路中的任意节点,流入节点的电流之和总是等于流出节点的电流之和。公式:I in=I out 定律讨论的对象:节点电流(所以基尔霍夫第一定律也叫节点电流定律)。I1 I3 I2 I4 I5=0,即I=0。

上述公式表明,如果流入节点的电流为“I”,流出节点的电流为“-I”,则节点电流定律可以描述为:在任意时刻,流入(或流出)节点的电流的代数和始终等于零。基尔霍夫第二定律(回路电压定律)(1)内容:在任意时刻,对于任意闭合回路,绕回路方向上各段电压的代数和始终等于零。公式:U=0

定律讨论的对象:电路上的电压(所以基尔霍夫第二定律也叫电路电压定律)。对于电路中的任何一个回路(这个回路可以断开也可以不断开)。有:电动势的代数和等于电压降的代数和。其数学表达式为:E=IR=U电动势和电压降的符号由方向决定,即当电动势和电压降的正方向与回路的循环方向一致时,为正,反之为负。

上述公式表明,回路中电动势的代数和总是等于任意回路循环方向上电阻上电压降的代数和。基尔霍夫定律的应用基尔霍夫电流定律(KCL)描述了电路中各支路电流之间的关系。

基尔霍夫电压定律(KVL)描述了电路中各支路电压之间的关系,与电路元件的性质无关,只取决于电路的连接方式。因此,我们把这种约束关系称为连接方式约束或拓扑约束,根据它们写出的方程分别称为KCL约束方程和KVL约束方程。

基尔霍夫第一定律的推广:节点电流不仅适用于节点,也适用于任何假设的闭合曲面,并且仍然成立。在下图所示的电路中,闭合曲面被一个有三个节点的三角形电路包围。基尔霍夫第二定律的推广:可以推广到不完全由实际元件组成的假想电路,如图。

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