电路分析 基尔霍夫定律 详解课堂笔记
基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)【电流 C ;电压 V】
它反映了电路中所有支路电压和电流所遵循的基本规律,是分析集总参数电路的基本定律,基尔霍夫定律与元件特性构成了电路分析的基础。
1,先认识几个名词
(1)网络:一切电路的泛称(注意不是计算机的网络)
(2)节点(结点):三个或三个以上电气元件的连接点
(3)支路:电路中通过同一电流的分支
(4)回路:由支路组成的封闭路径(不管逆时针还是顺时针,不指明方向)
(5)网孔:内部没有元件的回路
(很多同学在刚开始学习的时候,会误认为网孔是一段导线,其实并不是这样,网孔就类似于“口”字,不是本身没有元器件,而是口字里面木有元器件)
eg看看下面这个电路有多少结点,支路和网孔?
答案是 3 6 3
首先看结点,1和2是等效的,5和6是等效的,4不是结点,因为4只有2个元器件相连。
其次看支路,“日”型电路有3个支路,由此类推
最后看网孔,在这里,网孔就是125 2356 346
(网孔就类似于“口”字,不是本身没有元器件,而是口字里面木有元器件!!!)
2,基尔霍夫电流定律(KCL)
内容:在集总参数电路中,任意时刻,对任一节点流出(流入),该节点电流的代数和为0
应用:KCL可以推广运用于电路中包围多个节点的任意闭合面。
3,基尔霍夫电压定律
内容:在集总参数电路中,任意时刻,沿任一回路,所有支路电压的代数和恒等于0
KVL适合于任何空想的闭合回路
明确:(1)KVL的实质反映了电路遵从能量守恒定律
(2)KVL是对回路中的支路电压加的约束,与回路各支路上接的是什么元件无关,与电路是线性还是非线性无关。
(3)KVL方程是按电压参考方向列写,与电压实际方向无关。
关于KCL ,KVL:
(1)KCL是对支路电流的线性约束,KVL是对回路电压的线性约束。
(2)KCL,KVL与组成支路的元件性质及参数无关
(3)KCL表明在每一节点上电荷是守恒的;
KVL是能量守恒定律的具体体现
(4)KCL KVL 只适用于集总参数的电路
运用定律解题的两种方法之一:支路电流法
首先了解一下三方向原则:
解题步骤:
(1)将所有未知支路电流设出代号和方向
(2)列写“节点数 -1”个KCL方程(想想为什么)
(3)列写“网孔数”个网孔的KVL方程(使得方程数正好是未知电流数)
(4)联立方程组,求解
(5)根据结果,求出需要的电压,功率
eg:
【注意】
(1)KVL的第三个方程可以有前两个式子相加得到,因此这三个方程不是相互独立的。
(2)注意验算:
怎么验算:看左边,10欧电阻电压应该是2.5v,上-下+,如果下边2点接地,1点电位就是7.5v
再看中间,5欧电阻电流1.5a,电压7,5v,上+下-,说明2点电位7.5v
再看右边,10欧电阻电流1.25a,电压12.5v上-下+,说明2点电位=20-12.5=7.5v
验证正确!
方法之二:节点电压法
这个也不难,但是容易出错,主要是列方程的时候,一定要注意电流方向。
解题步骤:
(1)将一个节点电压设为0(如果有接地点就不用设了),其他节点电压(电位)为U1,U2,,,,
(2)根据各结点电压,表示出各节点电流,并注明方向。
(3)列写“节点数-1”个KCL方程
(4)解之,得各结点电压
(5)根据题意,解决问题
【寄语】
你要努力站得高些,再高些,万一 ta 就看见你了呢?
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