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1、基尔霍夫定律基尔霍夫定律电工基础电工基础 第二版第二版 周绍敏周绍敏 主编主编 高等教育出版社高等教育出版社教学关键教学关键：理解复杂电路中几个基本概念；掌握基尔霍夫理解复杂电路中几个基本概念；掌握基尔霍夫定律的内容并达到灵活应用定律的内容并达到灵活应用基尔霍夫电流定律的内容及表达式基尔霍夫电流定律的内容及表达式基尔霍夫电流定律的应用及推广基尔霍夫电流定律的应用及推广基尔霍夫定律基尔霍夫定律通过讲授、讨论、练习等方法引导学生理解和通过讲授、讨论、练习等方法引导学生理解和掌握基尔霍夫定律掌握基尔霍夫定律教学目标教学目标：教学重点教学重点：教学难点教学难点：简单电路：简单电路：一个电源和多个电阻一
2、个电源和多个电阻组成的电路，可以用电阻的串、组成的电路，可以用电阻的串、并联简化计算并联简化计算复杂电路：复杂电路：两个以上的有电源两个以上的有电源的支路组成的多回路电路，不的支路组成的多回路电路，不能运用电阻的串、并联计算方能运用电阻的串、并联计算方法简化成一个单回路电路。法简化成一个单回路电路。知识回顾知识回顾 引入新课引入新课R1R1 E1 E1 E2 E2R2R2R3R3R1R1 E ER2R2R3R3一、复杂电路中的基本概念一、复杂电路中的基本概念2.2.节点：节点：三条或三条以上支路会聚的点。三条或三条以上支路会聚的点。1.1.支路：支路：由一个或几个元件首尾由一个或几个元件首尾相
3、接构成的无分支电路。相接构成的无分支电路。右图中有右图中有 条支路：条支路：E E1 1和和R R1 1串联构成一条支路串联构成一条支路上图中上图中 A A 和和 B B 为节点；为节点；下图中下图中 a a 为节点。为节点。E E2 2和和R R2 2串联构成一条支路串联构成一条支路R R3 3单独构成另一条支路单独构成另一条支路3 3R R1 1E E1 1E E2 2R R2 2R R3 3A AB BI I1 1I I2 2I I3 3I I4 4I I4 4a a思考思考同一支路中的电流有什么关系？同一支路中的电流有什么关系？ 3 3. .回路：电路中从任一点出发，回路：电路中从任一
4、点出发，经过一定路径又回到该点形成的经过一定路径又回到该点形成的闭合路径。闭合路径。考虑：考虑：图中共有图中共有 个回路个回路，分别是：分别是： A B D M AA B D M AA N C B AA N C B A3 3M N C D MM N C D MR1R1E1E1E2E2R2R2R3R3A AB BC CD DM MN N4.4.网孔：最简单的、不可再分的回路网孔：最简单的、不可再分的回路。思考思考网孔和回路有什么关系？网孔和回路有什么关系？上述的回路中哪些是网孔？上述的回路中哪些是网孔？基尔霍夫基尔霍夫( (kirchhoffkirchhoff ) )简介简介 基尔霍夫（基尔霍夫
5、（1824-18871824-1887）是德国著名物理学家，化是德国著名物理学家，化学家，天文家。他在学家，天文家。他在2121岁岁上大学期间得出基尔霍夫上大学期间得出基尔霍夫定律。其后于一位化学家定律。其后于一位化学家共同创立光谱分析学，贡共同创立光谱分析学，贡献卓著。献卓著。二、二、基尔霍夫定律基尔霍夫定律 ( (kirchhoffkirchhoff law) law)基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律（基尔霍夫第一定律基尔霍夫第一定律）(KCL)(KCL)（基尔霍夫第二定律基尔霍夫第二定律）(KVL)(KVL)（一）基尔霍夫电流定律（
6、一）基尔霍夫电流定律（Kirchhoffs Current Law Kirchhoffs Current Law 简写为简写为KCLKCL）1.1.内容：电路中内容：电路中任意一个节点上任意一个节点上，在任意时刻，在任意时刻，流入节点的流入节点的电流之和电流之和等于等于流出节点的电流之和流出节点的电流之和。2.2.表达式：根据右图写出节点电流定律的数学表达式表达式：根据右图写出节点电流定律的数学表达式I I1 1+I+I3 3=I=I2 2+I+I4 4+I+I5 5变形得：变形得：I I1 1+I+I3 3+(-I+(-I2 2) )+(-I+(-I4 4) )+(-I+(-I5 5)=0)
7、=0 如果规定如果规定流入节点的电流为正流入节点的电流为正，流出流出节点的电流为负节点的电流为负，则可得出下面的结论：，则可得出下面的结论：即：在任一电路的任一节电上，电流的代数和永远等于零。即：在任一电路的任一节电上，电流的代数和永远等于零。I I1 1I I2 2I I3 3I I4 4I I4 4a aI I1 1I I2 2I I3 3a ac c对于节点对于节点 a a 有有213III或或0213IIIE E1 1E E2 2对于节点对于节点 c c 有有321III0321III或或注意：上述两个方程只有一个是注意：上述两个方程只有一个是 独立独立 的。的。如果电路中有如果电路中
8、有n n个节点，虽然可以列出个节点，虽然可以列出n n个节点电流个节点电流方程，但只有方程，但只有(n-1)(n-1)个方程是个方程是 独立独立 的。的。知识推广知识推广基尔霍夫电流定律可以推广应用于任意假定的封闭面基尔霍夫电流定律可以推广应用于任意假定的封闭面A A电路电路B B电路电路I I1 1I I2 2I I1 1+I+I2 2 = =I I3 3判断电路中电流之间的关系判断电路中电流之间的关系E E1 1E E2 2R R1 1R R2 2R R5 5R R4 4R R3 3I I1 1I I2 2I I3 3A A由由节点节点A A可知可知 结论结论思考思考1.1.电路中电路中I
9、 I1 1和和I I2 2的关系的关系：I I1 1=I=I2 22.2.若一条导线断开若一条导线断开I I1 1=0=0生活常识：电工维修时，要与地面绝缘，且尽量单手操作生活常识：电工维修时，要与地面绝缘，且尽量单手操作从电路右端可得从电路右端可得I2=0基尔霍夫电流定律的应用基尔霍夫电流定律的应用例：求电路中的电流例：求电路中的电流I I1 1和和I I2 23A3A10A10A5A5A10A10A2A2AI I1 1I I2 2分析：分析：电路中有两个节点，为电路中有两个节点，为A A、B BA AB BI I1 1为节点为节点A A一支路电流，其它支路电流已知一支路电流，其它支路电流已
10、知I I2 2为节点为节点B B一支路电流，其它支路电流已知一支路电流，其它支路电流已知可以利用可以利用 KCL KCL 求解求解解：解：对节点对节点A AI I1 1=3A+10A+5A=3A+10A+5A对节点对节点B B5A5A= =I I2 2+2A+10A+2A+10A=18A=18A整理：整理：I I2 2= =5A-2A-10A5A-2A-10A=-7A=-7A注意：注意：应用基尔霍夫电流应用基尔霍夫电流定律时，必须首先假设电流定律时，必须首先假设电流的的参考方向参考方向，若求出电流，若求出电流为负值，则说明该电流实际为负值，则说明该电流实际方向与假设的参考方向相反。方向与假设的
11、参考方向相反。可知：可知：I I1 1的方向与参考方向相同，的方向与参考方向相同， I I2 2的实际方向与参考方向相反。的实际方向与参考方向相反。1.1.支路、节点、回路、网孔的定义；支路、节点、回路、网孔的定义；2.2.基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（KCLKCL）的内容）的内容: :4.4.参考方向的设定与实际电流方向的判断。参考方向的设定与实际电流方向的判断。3.3.基尔霍夫电流定律的推广应用（封闭面）；基尔霍夫电流定律的推广应用（封闭面）；本堂小结本堂小结课后作业课后作业P P5151 习题习题1 (1)1 (1)、(2)(2)，2 2 （1 1）、（）、（2 2）、）、（3 3）（）（4 4），），3 3 （1 1）、（）、（2 2）