4-5基尔霍夫定律英文版
电路 基尔霍夫定律 KVL and KCL
Kirchhoff's Laws and Circuit Analysis (EC 2) •Circuit analysis: solving for I and V at each element •Linear circuits: involve resistors, capacitors, inductors •Initial analysis uses only resistors•Power sources, constant voltage and current•Solved using Kirchhoff's Laws (Current and Voltage)Circuit Nodes and Loops •Node: a point where several wires electrically connect •Symbolized by a dot or circle at the wire crossing•If wires cross without a dot, then not connected •Nodes also called junctions•Typically give nodes a number or letter•Branches: lines with devices connecting two nodes •Loop: an independent closed path in a circuit •There may be several possible closed pathsKirchhoff's Current Law (KCL)• Kirchhoff's Current Law (KCL)• The algebraic sum of currents entering any node (junction) is zero01=∑=Nj j Iwhere N = number of lines entering the node• NOTE: the sign convention:• Currents are positive when they entering the node • Currents negative when leaving • Or the reverse of this.KCL is called a Continuity Equation :It says current is not created or destroyed at any nodeExample of Kirchhoff's Current Law (KCL)• Consider the simple parallel resistances below • At node 1 define current positive into resistors • Since V on R 1 = 5V the current ismA R VI 51000511===• Same V on R 2 = 5V the current ismA R V I 15000522===• Thus by KCL at node 10001.0005.03321=++=++I I I I• Thus the total current ismA I I I 6213−=−−=• Node 2 has the negatives of these valuesKirchhoff's Voltage Law (KVL)• Kirchhoff's Voltage Law (KVL)• Algebraic sum of the voltage drops around any loop or circuit = 001=∑=Nj j Vwhere N = number of voltage drops• NOTE: the sign convention• Voltage drops are positive in the direction of the set loop current • Voltage drops negative when opposite loop current • Voltage sources positive if current flows out of + side • Voltage sources negative if current flows into + side• A loop is an independent closed path in the circuit • Define a "loop current" along that path• Real currents may be made up of several loop currents211I I I R −=Example Kirchhoff's Voltage Law (KVL)Consider a simple one loop circuitVoltages are numbered by the element name eg. V 1 or V R1 : voltage across R 1Going around loop 1 in the loop direction Recall by the rules:• Voltage drops negative when opposite loop current. • Voltage sources positive if current flows out of + side01=−V V sExample Kirchhoff's Voltage Law (KVL) Continued• Thus voltage directions are easily defined here:01=−V V s• Why negative V 1? Opposes current flow I 1• Since111R I V =011=−R I V s• Thus this reduces to the Ohms law expression11R V I s =KVL Example Resistor Voltage Divider• Consider a series of resistors and a voltage source • Then using KVL021=−−V V V• Since by Ohm’s law212111R I V R I V ==• Then()02112111=+−=−−R R I V R I R I V• ThusmA R R VI 1300020005211=+=+=• i.e. get the resistors in series formulaΩ=+=K R R R total 521KVL Example Resistor Voltage Divider Continued• What is the voltage across each resistor?• Now we can relate V 1 and V 2 to the applied V • With the substitution211R R VI +=• Thus V 1V R R VR R I V 230002000)2000(5211111=+=+==• Similarly for the V 2V R R VR R I V 330002000)3000(5212211=+=+==KVL and KCL for Different Circuits •With multiple voltage sources best to use KVL •Can write KVL equation for each loop•With multiple current sources best to use KCL •Can write KCL equations at each node.•In practice can solve whole circuit with either methodResistors in Series (EC3)• Resistors in series add to give the total resistance∑==Nj j total R R 1• Example: total of 1, 2, and 3 Kohm resistors in series• Thus total isΩ=++=++=K R R R R total 6300020001000321• Resistors in series law comes directly from KVLResistors in Parallel• Resistors in parallel:• Inverse of the total equals the sum of the inverses∑==Nj jtotalR R 111This comes directly from KCL at the node∑∑=====Nj jN j j total totalR V I R V I 11• NOTE: inverse of resistance called conductance (G)• Units are mhos (ohms spelled backwards)∑==Nj j total G G 1• Thus when work in conductance change parallel to series equationsExample 1K and 2K resistors in parallel200000030002000110001111=+==∑=Nj jtotalR RΩ=666total R• Example: two 1 Kohm resistors in parallelΩ==+==∑=500100021000110001111total Nj jtotalR or R R K K• Thus adding N same resistors cuts getNRR total=• Good way to get lower R values。
基尔霍夫定律实验内容及步骤
基尔霍夫定律实验内容及步骤嘿,大家好!今天咱们聊聊基尔霍夫定律的实验,别急,咱们一步步来。
基尔霍夫这位大牛,简直是电路世界里的明星,掌握了他的定律,简直能让你在电学领域如鱼得水,超有面儿。
咱们得知道基尔霍夫有两个定律,一个是电流定律,一个是电压定律,听起来是不是有点复杂?其实没那么难,别担心,咱们慢慢来。
先说说电流定律,简单点说,就是在任何一个节点,流入的电流等于流出的电流。
就像一个水龙头,水流进来多少,流出去也得差不多,不然就得出大事了!想象一下,聚会的时候,有人不停地往酒杯里倒酒,结果最后杯子溢出来,那可就尴尬了。
所以,电流也是一样,保持平衡才行。
咱们就来看看实验怎么做。
咱们得准备一些东西,别紧张,东西不多。
你需要一个电源,一个电流表,几个电阻和一些导线。
说实话,电路板上那些五花八门的线,简直就像是发型师给发型设计的创意,真的是五彩斑斓。
然后,先把电源接上,记得注意极性,别搞错了,搞错了可就要出笑话了。
把电流表和电阻按照你设想的电路图连接起来,像拼乐高一样,开心吧?连接好之后,检查一下,看看线是不是接对了。
好啦,这时候可以开始实验了。
开电源,看看电流表上的读数。
这时候你就会发现,电流表上那一根针好像在跳舞,真是生动活泼!再换个电阻,看看电流的变化,这就像你换了一身衣服,感觉完全不一样。
记得在每次实验中记录下电流和电阻的值,等到咱们就可以把这些数据整理成表格,简直是科学家的心血啊!然后,咱们再来聊聊基尔霍夫的电压定律。
这个也不难,电压定律就是说在一个闭合电路中,各个部分的电压总和等于电源提供的电压。
这就好比你要请朋友吃饭,最后的账单是多少,得算清楚,不然大家都得掏腰包,尴尬不已。
实验的时候,咱们可以用多只电阻,看看每个电阻上压降的情况。
注意了,咱们可得精确测量哦,不然可就前功尽弃了。
在这过程中,实验的乐趣无穷无尽,时不时地还得琢磨一下,为什么电流和电压是这样的,嘿,这不就是科学的魅力吗?真是让人感到一阵爽快。
04-受控源及基尔霍夫定律
输入:控制部分
广东海洋大学
输出:受控部分
信息学院
徐国保
Lecture04 受控源及基尔霍夫定律
(2) 电压控制旳电流源 ( VCCS )
i1
i2
+
+
u_1
gu1
u2 _
i2 gu1
g: 转移电导
(3) 电压控制旳电压源 ( VCVS )
i1
i2
+
++
u_1
u1
-
u2 _
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Lecture04 受控源及基尔霍夫定律
内容提要
lecture_04
(cha.1-4-3,cha.1-5)
1受控电源 2引言 3基尔霍夫定律
Next: cha.2-1
要点难点
含受控电源旳电阻电路 分析 基尔霍夫定律旳含义及 灵活利用该定律进行电 路分析
作业 :1.14,1.20, 1.29
广东海洋大学
本节简介旳受控源是一种非常有用旳电路元件,常用来模 拟含晶体管、运算放大器等多端器件旳电子电路。从事电子、 通信类专业旳工作人员,应掌握含受控源旳电路分析。
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Lecture04 受控源及基尔霍夫定律
1. 定义
电压或电流旳大小和方向不是给定旳时间函数,而是 受电路中某个地方旳电压(或电流)控制旳电源,称受控源
网孔是回路,但回路不一定是网孔
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Lecture04 受控源及基尔霍夫定律
对于任意一种电路,其支路数b、节点数n以及网孔数m将满足 m = b − (n − 1)
下面可是个很好旳例子,莫错过啰!
基尔霍夫定律课件ppt
(2) R1I1 + R2I2 —E1 — E2= 0 (网孔1)
(3)
R3I3 R2I2 +E2 =0
(网孔2)
代入已知数据,解得:I1 = 4 A,I2 = 5 A,I3 = 1 A。
电流I1与I2均为正数,表明它们的实际方向与图中所标定的参考方
向相同,I3为负数,表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相反。
新课导入
基尔霍夫定律
想一想?
是否所有的电路都可以用我们已学的欧姆定律、 串并联电路的关系来分析和计算呢?
你能求出电路中电流I1、I2、I3的大小吗?
经 营者提供商品或 者服务有 欺诈行 为 的 , 应 当 按 照消费者的 要求 增加赔偿其 受到 的 损失, 增加赔偿的 金额为 消费者购买商品的 价款或 接 受服务的 费用
并联电路的特点: 电路中各支路两端的电压相等; 电路的总电流等于各支路的电流之和; 总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和; 并联电阻具有分流作用,阻值大的电阻分得的电流小。
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基尔霍夫定律
基尔霍夫电流定律(KCL)内容
电路中任意一个节点上,流入节点的电流之和等于 流出该节点的电流之和。 即 ΣI流入 ΣI流出
例如图中,在节点A上:
流入有: I1 I3 流出有:I2 I4 I5 所以根据定律: I1+I3 I2+I4+I5
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基尔霍夫电流电压定律课件
图3-4
电流定律的应用举例(2)
基尔霍夫电流定律的应用
例1:求电路中的电流I1和I2
分析:电路中有两个节点,为A、B I1为节点A一支路电流,其它支路电流已知 I2为节点A一支路电流,其它支路电流已知 可以利用基尔霍夫电流定律求解
10A
I2
A I1 B 2A
3A
5A
10A
解: 对节点A I1=3A+10A+5A =18A 对节点B 5A=I2+2A+10A 整理: I2=5A-2A-10A =-7A 可知:I1的方向与参考方向相同,
注:回路独立方程的一般根据网孔回路列出
• 例:如图所示是两个电源并联对负载供电的 电路。 I1 = 4A,I3 = -1 A,R1 = 12 , R2 = 3 ,R3 = 6 。求各支路电流 I2和 电源电动势E1、E2。
解:据节点电流定律可得 I3 = I1 + I2 可求出 I2 = I3 – I1 = -5A
由节点a I 1 I 3 I 4 3 1 . 5 4 . 5 A 根据KVL 列出回路电压方程式 由回路abda I 1 R1 I 4 R 4 I 6 R 6 U S 1
U S 1 4 . 5 6 15 25 . 5V
0
由回路cbdc
I 2 R2 U S 2 I 6 R6 U S 3 I 5 R5 0 U S 2 I 2 R 2 I 6 R 6 I 5 R 5 U S 3 2 15 10 2 5V
电工技术基础与技能(电类专业通用)
• 任务二 直流电路基本定律应用 • 知识链接三 基尔霍夫定律
一、复杂电路中的基本概念
1.支路:由一个或几个元件首尾 相接构成的无分支电路。 右图中有 3 条支路: E1和R1串联构成一条支路 E2和R2串联构成一条支路 R3单独构成另一条支路
第2部分_基尔霍夫定律
3
二、 基尔霍夫电流定律(KCL)
1、定律表述: 对于集中参数电路中的任一 节点, 在任意时刻,流出(或流进)该节点 的所有支路电流的代数和为零。即对任一节 点,有
i1
令流出为“+”(支路电流背离节点) •
i4
元件的串联及并联 组合作为一条支路
n4 b6
20
电路的图是用以表示电路几何结构的图形,图 中的支路和节点与电路的支路和节点一一对应。 ⑴图的定义(Graph) G={支路,节点}
①图中的节点和支路各自是一个整体。 ②移去图中的支路,与它所联接的节点依然 存在,因此允许有孤立节点存在。 ③如把节点移去,则应把与它联 接的全部支路同时移去。
已知:u1=10V,u2= -2V,u3=3V,u7=2V a
+
求:u5=?u6=? ucd=?
u1 u5= -u1+u3= -10+3 b
u + 5
-
= -7V
u6= u1+u2-u7 = 10-2-2= 6V
u2
+ -
u3 c + u4
-
+
+
d
-
u6
+
-
u7
e
ucd= -u3+u6= -3+6= 3V
1 2
100V
+
R3
+100V R3
-50V
-
+
50V
16
§1-9 两类约束 KCL、KVL方程的独 立性
1、图论的基础知识 2、KCL方程的独立性 3、KVL方程的独立性
基尔霍夫定律英语
基尔霍夫定律英语Kirchhoff's laws are fundamental principles in the fieldof electrical circuit theory, named after the Germanphysicist Gustav Kirchhoff. These laws are essential for analyzing and solving complex electrical circuits, and theyare comprised of two main rules: Kirchhoff's Current Law (KCL) and Kirchhoff's Voltage Law (KVL).KCL states that the total current entering a junction or node in a circuit is equal to the total current leaving the junction. In other words, the algebraic sum of currents atany node in a circuit is zero. This is based on the principle of conservation of charge, assuming that no chargeaccumulates at the node.On the other hand, KVL asserts that the sum of thepotential differences (voltages) in any closed loop or mesh within a network is zero. This is a consequence of the conservation of energy, as energy cannot be created or destroyed in a closed system. It means that the total voltage around any closed loop in a circuit must be zero, taking into account the direction of the current flow and the polarity of the voltage sources.These laws are particularly useful when combined withOhm's law, which relates the voltage across a resistor to the current through it (V = IR). By applying Kirchhoff's lawsalong with Ohm's law, one can set up a system of equationsthat can be solved to find the unknown currents and voltages in a circuit.Kirchhoff's laws are applicable to both DC (direct current) and AC (alternating current) circuits, although the application in AC circuits often requires the use of phasors to represent the sinusoidal nature of the voltages and currents.In summary, Kirchhoff's laws provide a powerful tool for electrical engineers and technicians to analyze and understand the behavior of electrical circuits, ensuring the correct functioning of a wide range of electronic devices and systems.。
基尔霍夫电压定律基于
基尔霍夫电压定律基于基尔霍夫电压定律(KVL),也称为测量律或路径定律,是一种物理定律,用于描述单个电路内电压的分布。
它要求充满某些电位源(如电池)的电路中的总电压等于电路中的所有支路的电压之和。
该定律始于由德国物理学家和数学家米开朗基罗基尔霍夫在1845年发表的论文《“ber das Maass der elektrischen Kraft”(德语:关于电力的测量)》中。
基尔霍夫电压定律旨在描述元件之间的关系,以便正确地描述电路中的电势。
它允许电路分析师预测无论是静态还是动态电路中,某个特定元件的电压是多少。
基尔霍夫定律也帮助理解,改变电路中某些元件的属性,如电阻,变容器和电感,将如何影响整个电路的电压分布。
基尔霍夫电压定律的主要思想是,在不考虑电路中的漏电和中间接口的情况下,任何支路中进入元件的电压减去从它出去的电压,其结果都应该为零。
考虑到电路的复杂性,它应该在每个元件上重复此过程,并使用高中数学中的线性代数方程来求解,以确定电路中每个元件的电压。
基尔霍夫电压定律与其他定律有紧密的联系,如欧姆定律,保尔森法,电力定律,电势定律和伏安定律等。
每种定律都描述了电路中不同元素之间的关系。
由于这些定律之间的相互作用和组合,可以分析复杂的电路。
物理学家和工程师可以使用这些定律建模和计算电路中的参数,如电流,电阻,电容和电势。
基尔霍夫电压定律的应用是工程师和科学家研究电路中因果关系的重要出发点。
它允许从输入到输出之间构建电路,而无需手动计算它们之间的连接。
此外,霍夫定律也为故障排除提供了一种方法,这促使学家采取行动并以有意义的方式解决问题。
基尔霍夫电压定律的有效性已经证明,自发表以来,它一直被用于各种电路的分析。
由于其定义的数学形式,它可以轻松地应用于完成电路的计算。
通过这种方式,它可以用于解决各种电气和电子工程问题,如电池供电,中断,发电机,变压器,泵,压缩机等。
基尔霍夫电压定律是解释电路行为的有效工具,它可以用于各种电路分析,以及构建既简单又复杂的电路。
简述基尔霍夫定律的概念
简述基尔霍夫定律的概念1. 哎呀,说到基尔霍夫定律,可别觉得它很难懂!其实这就是个研究电路里电流和电压的超级实用的规律,就像是交通规则一样,告诉我们电流该怎么走,电压该怎么算。
2. 基尔霍夫定律分两个部分,第一个说的是电流,简直就像是在银行查账一样!想象一下,在电路的任何一个节点,流进去的电流一定等于流出去的电流,就跟你的钱包一样,进账和出账加起来必须平衡才行。
3. 打个形象的比方吧,就像是一个十字路口,从四面八方来的车流量加起来肯定等于开出去的车流量,要不然路口不就堵死了嘛!这就是基尔霍夫第一定律的本质。
4. 再说第二个定律,这个讲的是电压。
你可以想象成爬山,从山脚到山顶,不管你走哪条路线,最后爬高的总和都是一样的。
在电路里也是这个道理,绕一圈回到原点,所有电压升降的代数和必须等于零。
5. 我觉得最有意思的是,这两个定律简直就是电路界的"铁律"!不管你的电路多么复杂,就算是把电阻、电容、电感像麻花一样缠在一起,这两个定律也永远都不会出错。
6. 来来来,咱们来个生活中的例子。
想象你家里的电路,从电表箱出来的电流,肯定要等于流向各个电器的电流之和。
要是不相等,那可就糟糕了,说不定哪里就冒烟走火了!7. 说实话,刚开始学这个的时候,我也是一头雾水。
但是后来发现,这不就是大自然的平衡法则嘛!就像是水流一样,进多少出多少,不会凭空消失,也不会无中生有。
8. 有趣的是,基尔霍夫这哥们儿在19岁的时候就发现了这个规律,那时候他还是个大学生呢!这让我想起来自己19岁的时候还在为考试发愁,人家都发现能载入史册的物理定律了。
9. 这两个定律在实际应用中简直太重要了!设计手机、电脑、电视,甚至是太空站的电路系统,都离不开它们。
可以说,没有这两个定律,现代电子设备就像是没有罗盘的航海家,完全不知道该怎么走。
10. 对了,学习这个定律的时候有个小窍门:把电路想象成一个个关卡,电流就是过关的人数,电压就是关卡的高度差。
常用电工词汇英文翻译
常用电工词汇英文翻译电路的基本概念及定律电源source电压源voltage source电流源current source理想电压源ideal voltage source理想电流源ideal current source伏安特性volt-ampere characteristic电动势electromotive force电压voltage电流current电位potential电位差potential difference欧姆Ohm伏特V olt安培Ampere瓦特Watt焦耳Joule电路circuit电路元件circuit element电阻resistance电阻器resistor电感inductance电感器inductor电容capacitance电容器capacitor电路模型circuit model参考方向reference direction参考电位reference potential欧姆定律Ohm’s law基尔霍夫定律Kirchhoff’s law基尔霍夫电压定律Kirchhoff’s voltage law(KVL)基尔霍夫电流定律Kirchhoff’s current law(KCL)结点node支路branch回路loop网孔mesh支路电流法branch current analysis网孔电流法mesh current analysis结点电位法node voltage analysis电源变换source transformations叠加原理superposition theorem网络network无源二端网络passive two-terminal network有源二端网络active two-terminal network戴维宁定理Thevenin’s theorem诺顿定理Norton’s theorem开路(断路)open circuit短路short circuit开路电压open-circuit voltage短路电流short-circuit current交流电路直流电路direct current circuit (dc)交流电路alternating current circuit (ac)正弦交流电路sinusoidal a-c circuit平均值average value有效值effective value均方根值root-mean-squire value (rms)瞬时值instantaneous value电抗reactance感抗inductive reactance容抗capacitive reactance法拉Farad亨利Henry阻抗impedance复数阻抗complex impedance相位phase初相位initial phase相位差phase difference相位领先phase lead相位落后phase lag倒相,反相phase inversion频率frequency角频率angular frequency赫兹Hertz相量phasor相量图phasor diagram有功功率active power无功功率reactive power视在功率apparent power功率因数power factor功率因数补偿power-factor compensation串联谐振series resonance并联谐振parallel resonance谐振频率resonance frequency频率特性frequency characteristic幅频特性amplitude-frequency response characteristic 相频特性phase-frequency response characteristic截止频率cutoff frequency品质因数quality factor通频带pass-band带宽bandwidth (BW)滤波器filter一阶滤波器first-order filter二阶滤波器second-order filter低通滤波器low-pass filter高通滤波器high-pass filter带通滤波器band-pass filter带阻滤波器band-stop filter转移函数transfer function波特图Bode diagram傅立叶级数Fourier series三相电路三相电路three-phase circuit三相电源three-phase source对称三相电源symmetrical three-phase source对称三相负载symmetrical three-phase load相电压phase voltage相电流phase current线电压line voltage线电流line current三相三线制three-phase three-wire system三相四线制three-phase four-wire system三相功率three-phase power星形连接star connection(Y-connection)三角形连接triangular connection(D- connection ,delta connection) 中线neutral line电路的暂态过程分析暂态transient state稳态steady state暂态过程,暂态响应transient response换路定理low of switch一阶电路first-order circuit三要素法three-factor method时间常数time constant积分电路integrating circuit微分电路differentiating circuit磁路与变压器磁场magnetic field磁通flux磁路magnetic circuit磁感应强度flux density磁通势magnetomotive force磁阻reluctance电动机直流电动机dc motor交流电动机ac motor异步电动机asynchronous motor同步电动机synchronous motor三相异步电动机three-phase asynchronous motor单相异步电动机single-phase asynchronous motor 旋转磁场rotating magnetic field定子stator转子rotor转差率slip起动电流starting current起动转矩starting torque额定电压rated voltage额定电流rated current额定功率rated power机械特性mechanical characteristic继电器-接触器控制按钮button熔断器fuse开关switch行程开关travel switch继电器relay接触器contactor常开(动合)触点normally open contact常闭(动断)触点normally closed contact时间继电器time relay热继电器thermal overload relay中间继电器intermediate relay可编程控制器(PLC)可编程控制器programmable logic controller 语句表statement list梯形图ladder diagram半导体器件本征半导体intrinsic semiconductor掺杂半导体doped semiconductorP型半导体P-type semiconductorN型半导体N--type semiconductor自由电子free electron空穴hole载流子carriersPN结PN junction扩散diffusion漂移drift二极管diode硅二极管silicon diode锗二极管germanium diode阳极anode阴极cathode发光二极管light-emitting diode (LED)光电二极管photodiode稳压二极管Zener diode晶体管(三极管)transistorPNP型晶体管PNP transistorNPN型晶体管NPN transistor发射极emitter集电极collector基极base电流放大系数current amplification coefficient场效应管field-effect transistor (FET)P沟道p-channelN沟道n-channel结型场效应管junction FET(JFET)金属氧化物半导体metal-oxide semiconductor (MOS)耗尽型MOS场效应管depletion mode MOSFET(D-MOSFET)增强型MOS场效应管enhancement mode MOSFET(E-MOSFET)源极source栅极grid漏极drain跨导transconductance夹断电压pinch-off voltage热敏电阻thermistor开路open短路shorted基本放大器放大器amplifier正向偏置forward bias反向偏置backward bias静态工作点quiescent point (Q-point)等效电路equivalent circuit电压放大倍数voltage gain总的电压放大倍数overall voltage gain饱和saturation截止cut-off放大区amplifier region饱和区saturation region截止区cut-off region失真distortion饱和失真saturation distortion截止失真cut-off distortion零点漂移zero drift正反馈positive feedback负反馈negative feedback串联负反馈series negative feedback并联负反馈parallel negative feedback共射极放大器common-emitter amplifier射极跟随器emitter-follower共源极放大器common-source amplifier共漏极放大器common-drain amplifier多级放大器multistage amplifier阻容耦合放大器resistance-capacitance coupled amplifier 直接耦合放大器direct- coupled amplifier输入电阻input resistance输出电阻output resistance负载电阻load resistance动态电阻dynamic resistance负载电流load current旁路电容bypass capacitor耦合电容coupled capacitor直流通路direct current path交流通路alternating current path直流分量direct current component交流分量alternating current component变阻器(电位器)rheostat电阻(器)resistor电阻(值)resistance电容(器)capacitor电容(量)capacitance电感(器,线圈)inductor电感(量),感应系数inductance正弦电压sinusoidal voltage集成运算放大器及应用差动放大器differential amplifier运算放大器operational amplifier(op-amp)失调电压offset voltage失调电流offset current共模信号common-mode signal差模信号different-mode signal共模抑制比common-mode rejection ratio (CMRR) 积分电路integrator(circuit)微分电路differentiator(circuit)有源滤波器active filter低通滤波器low-pass filter高通滤波器high-pass filter带通滤波器band-pass filter带阻滤波器band-stop filter波特沃斯滤波器Butterworth filter切比雪夫滤波器Chebyshev filter贝塞尔滤波器Bessel filter截止频率cut-off frequency上限截止频率upper cut-off frequency 下限截止频率lower cut-off frequency 中心频率center frequency带宽Bandwidth开环增益open-loop gain闭环增益closed-loop gain共模增益common-mode gain输入阻抗input impedance电压跟随器voltage-follower电压源voltage source电流源current source单位增益带宽unity-gain bandwidth频率响应frequency response频响特性(曲线)response characteristic 波特图the Bode plot 稳定性stability补偿compensation比较器comparator迟滞比较器hysteresis comparator阶跃输入电压step input voltage仪表放大器instrumentation amplifier隔离放大器isolation amplifier对数放大器log amplifier反对数放大器antilog amplifier反馈通道feedback path反向漏电流reverse leakage current相位phase相移phase shift锁相环phase-locked loop(PLL)锁相环相位监测器PLL phase detector 和频sum frequency差频difference frequency波形发生电路振荡器oscillatorRC振荡器RC oscillatorLC 振荡器 LC oscillator正弦波振荡器 sinusoidal oscillator三角波发生器 triangular wave generator方波发生器square wave generator幅度 magnitude电平level饱和输出电平(电压)saturated output level功率放大器功率放大器power amplifier交越失真 cross-over distortion甲类功率放大器 class A power amplifier乙类推挽功率放大器class B push-pull power amplifier OTL 功率放大器 output transformerless power amplifierOCL 功率放大器 output capacitorless power amplifier 直流稳压电源半波整流 full-wave rectifier全波整流 half-wave rectifier电感滤波器 inductor filter电容滤波器 capacitor filter串联型稳压电源 series (voltage) regulator开关型稳压电源switching (voltage) regulator 集成稳压器IC (voltage) regulator晶闸管及可控整流电路晶闸管 thyristor单结晶体管 unijunction transistor (UJT )可控整流 controlled rectifier可控硅 silicon-controlled rectifier峰点 peak point谷点 valley point控制角 controlling angle导通角 turn-on angle门电路与逻辑代数二进制 binary二进制数 binary number十进制 decimal十六进制 hexadecimal二-十进制 binary coded decimal (BCD )门电路 gate三态门tri-state gate与门 AND gate或门 OR gate非门 NOT gate与非门 NAND gate或非门 NOR gate异或门 exclusive-OR gate反相器inverter布尔代数Boolean algebra真值表truth table卡诺图the Karnaugh map逻辑函数logic function逻辑表达式logic expression组合逻辑电路组合逻辑电路combination logic circuit 译码器decoder 编码器coder比较器comparator半加器half-adder全加器full-adder七段显示器seven-segment display时序逻辑电路时序逻辑电路sequential logic circuitR-S 触发器R-S flip-flopD触发器D flip-flopJ-K触发器J-K flip-flop主从型触发器master-slave flip-flop置位set复位reset直接置位端direct-set terminal直接复位端direct-reset terminal寄存器register移位寄存器shift register双向移位寄存器bidirectional shift register 计数器counter 同步计数器synchronous counter异步计数器asynchronous counter加法计数器adding counter减法计数器subtracting counter定时器timer清除(清0)clear载入load时钟脉冲clock pulse触发脉冲trigger pulse上升沿positive edge下降沿negative edge时序图timing diagram波形图waveform脉冲波形的产生与整形单稳态触发器monostable flip-flop双稳态触发器bistable flip-flop无稳态振荡器astable oscillator晶体crystal555定时器555 timer模拟信号与数字信号的相互转换模拟信号analog signal数字信号digital signalAD转换器analog -digital converter (ADC)DA转换器digital-analog converter (DAC)半导体存储器只读存储器read-only memory(ROM)随机存取存储器random-access memory(RAM)可编程ROM programmable ROM(PROM)。
基尔霍夫定律
ab
K E3
E1
R1
R2
R3 I3
解:1、K打开,I3=0
∴UR3=0
Uab = E1 -E3 + E2 Uab=(7-14+16)V=9V
E2
K 2、 闭合,Uab=0
I3R3= E1-E3 + E2 I3=(E1-E3 + E2) /R3
=9/9A=1A
电工技术
返回
吉林大学
电工技术
例3、计算I1、 I2 、 I3、 I4 。
R= 1Ω
5A
+ IUS
U IS
IS
10V US _
IUS = IS = 5A
PUS
=
US
IUS
=
10 5
=
பைடு நூலகம்50W
负载
UIS = IS R + US = 15V
PIS
= - UIS
IS
=
-15 5
=
-75W
电源
2)
5A
IR
U IS
1Ω
IS
+ IUS 10V
US _
UIS = U S = 10V
PIS IUS
=-UIS = IS - IR
IS =
=-10 IS - UR
5 =-50W
电源
R
= 5-10 1= -5A
电源
PUS = US IUS = 10 (-5) =-50W
返回
例 R
I2
+
_ U1
I3
电工技术
I=?
R
+R
_ U2
R1
+ _ U3
基尔霍夫定律PPT模板:电路中电流电压关系
04 基尔霍夫定律在电路分析中的应用 Application of Kirchhoff's Law in Circuit Analysis
电流定律在电路分析中的应用
1. 电流定律在电路分析中的应用:基尔霍夫第一定律(KCL)描述了节点之间的电流守恒关系,即在一个闭合回路中,进入节点的电流等于离开节点的电流。 在电路分析中,我们需要根据已知条件求解节点间的电流,从而得到其他参数,如电压和电阻等。
基尔霍夫定律: 电路中电流电压关系
汇报人: 2023.09.18
Contents
01 基尔霍夫定律简介 02 基尔霍夫电流定律 03 基尔霍夫电压定律 04 基尔霍夫定律在电路分析中的应用
01 基尔霍夫定律简介 Introduction to Kirchhoff's Law
电流定律
1. 基尔霍夫第一定律:在任何一个节点上,进入和离开的电流之和等于零。 这意味着在一个封闭的电路中,电流总是从电压较高的节点流向电压较低 的节点,直到两个节点之间的电压相等。
2. 基尔霍夫第二定律:在一个闭合回路中,沿着任意路径,电阻的代数和 等于总电阻。这个定律告诉我们,如果我们知道一个回路的总电阻和某个 分支的电阻,我们可以通过其他分支的电阻计算出该分支上的电流。
3. 基尔霍夫第三定律:在一个闭合回路中,每个电源产生的电动势与通过 它的总电流之比等于各个电源的内阻之比。这个定律解释了为什么在一个 复杂的电路中,我们可以分别计算每个电源对整个电路的影响,而不需要 知道所有电源的具体参数。
3. 节点电压法的应用范围非常广泛,包括线性电路、非线性电路、 时变电路等各种类型的电路。通过节点电压法,我们可以深入理 解基尔霍夫定律的内涵,更好地掌握电路分析和设计的技巧。
基尔霍夫定律课件
第15页/共17页
基尔霍夫定律
练习
1、求图a电路中的电流I1和I2的 大小和方向。
10A I2
3A A
5A B I1
10A 2A
2、求图b电路中的各支路电流。 已知E1=130V,E2=117V, Rc1=1K,Rc2=0.6K, RL=24K。
A
BC
E1
E2
Rc1
Rc2 RL
F
ED
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10A 2A
对节点B 5A=I2+2A+10A 整理: I2=5A-2A-10A
注意:应用基尔霍夫电流定 律时必须首先假设电流的参
=-7A
考方向,若求出电流为负值,
可知:I1的方向与参考方向相同,
则说明该电流实际方向与假 设的参考方向相反。
I2的实际方向是向下的
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基尔霍夫定律
如图所示电桥电路,已知I1 = 25 mA, I3 = 16 mA,I4 = 12 mA,试求其余电 阻中的电流I2、I5、I6。
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基尔霍夫定律
I1
a I3
思考:右图 abcda回路的电 压方程如何写?
R1Leabharlann R2dbR3
US1
US2
I2
c
按标注方向循环一周,根据电压与电流的参考方向可 得: Uab+Ubc+Ucd+Uda=0 由于Uab=-I2R2、Ubc=-Us2、Ucd=-Us1、Uda=I1R1, 分别代入上式可得
1.4 基尔霍夫定律
b
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第一章
直流电路
例
I1
R1 I 6
b
I2
支路:共 ?条 节点:共 ?个
6条
4个
a
R6
I4
I3
US4
I5
R5
c 回路:共 ?个
7个
+U
d _
R3
网孔:?个 有几个网眼 就有 几个网孔
S3
电路中的独立结点数为n-1个,独立回路数=网孔数。
US -
US P I RL ( ) 2 RL R0 R L
2
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第一章
2
直流电路
S R0 + US -
I
US P I RL ( ) 2 RL R0 R L
RL
把上式加以整理可得:
US P ( R0 RL ) 2 4 R0 RL
10KΩ 10Ω
1KΩ 6mA 10mA
I3 2KΩ
A4
并联:R≈10Ω 串联:R≈10KΩ
A4=? A5 =?
1KΩ I2
A5
结点? 支路? Uab=? I=?
a 2Ω I b
5Ω
A4=7mA A5=3mA
结点n=2 支路b=3
+ _6V
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第一章
直流电路
一、基尔霍夫电流定律(KCL)
任一时刻,任一节点处电流的代数和为零。 数学表达式:
I 0
I4 a
I1 I2
流入为正,流出为负 则根据KCL,对结点 a 可以写出:
基尔霍夫定律
基本信息基尔霍夫定律Kirchhoff laws是电路中电压和电流所遵循的基本规律,是分析和计算较为复杂电路的基础,1845年由德国物理学家G.R.基尔霍夫(Gustav Robert Kirchhoff,1824~1887)提出。
它既可以用于直流电路的分析,也可以用于交流电路的分析,还可以用于含有电子元件的非线性电路的分析。
运用基尔霍夫定律进行电路分析时,仅与电路的连接方式有关,而与构成该电路的元器件具有什么样的性质无关。
基尔霍夫定律包括电流定律和电压定律。
发现背景基尔霍夫定律是求解复杂电路的电学基本定律。
从19世纪40年代,由于电气技术发展的十分迅速,电路变得愈来愈复杂。
某些电路呈现出网络形状,并且网络中还存在一些由3条或3条以上支路形成的交点(节点)。
这种复杂电路不是串、并联电路的公式所能解决的,刚从德国哥尼斯堡大学毕业,年仅21岁的基尔霍夫在他的第1篇论文中提出了适用于这种网络状电路计算的两个定律,即著名的基尔霍夫定律。
该定律能够迅速地求解任何复杂电路,从而成功地解决了这个阻碍电气技术发展的难题。
基尔霍夫定律建立在电荷守恒定律、欧姆定律及电压环路定理的基础之上,在稳恒电流条件下严格成立。
当基尔霍夫第一、第二方程组联合使用时,可正确迅速地计算出电路中各支路的电流值。
由于似稳电流(低频交流电)具有的电磁波长远大于电路的尺度,所以它在电路中每一瞬间的电流与电压均能在足够好的程度上满足基尔霍夫定律。
因此,基尔霍夫定律的应用范围亦可扩展到交流电路之中。
基本概念1、支路:(1)每个元件就是一条支路,如图ab、bd;基尔霍夫定律(2)串联的元件我们视它为一条支路,如图aec;(3)流入等于流出的电流的支路。
2、节点:(1)支路与支路的连接点;(2)两条以上的支路的连接点,如图a,b,c,d;(3)广义节点(任意闭合面)。
3、回路:(1)闭合的支路,如abda,bcdb;(2)闭合节点的集合。
4、网孔:(1)其内部不包含任何支路的回路如abcea;(2)网孔一定是回路,但回路不一定是网孔如abcda主要内容基尔霍夫第一定律第一定律又称基尔霍夫电流定律,简记为KCL,是电流的连续性在集总参数电路上的体现,其物理背景是电荷守恒公理。
基尔霍夫定律 笔记
基尔霍夫定律笔记**基尔霍夫定律笔记**1. 基尔霍夫定律啊,那可真是电路世界里的超级明星!就像交通规则管理着马路上的车辆一样,基尔霍夫定律管理着电路中的电流和电压呢。
比如说,在一个简单的串联电路里,电流就像一群听话的小蚂蚁,只能沿着一条路走,根据基尔霍夫电流定律,流入节点的电流总和等于流出节点的电流总和。
我和同学小明一起做电路实验的时候,他还不信呢,结果一测量,数据就摆在那儿,他只能惊叹这定律的神奇。
2. 基尔霍夫电压定律也超酷的。
想象一下电路就像一座有很多层的高楼大厦,电压就像是楼层之间的高度差。
在任何一个闭合回路里,电压的升高和降低就像是你上楼和下楼的高度变化,它们加起来一定是零。
我记得给表弟讲这个的时候,他一脸懵,我就拿他玩的过山车轨道打比方,过山车从高处冲下来又爬上去,起点和终点的高度差为零,这就有点像基尔霍夫电压定律在电路里的体现,表弟一下子就好像懂了点什么,那小眼神里满是新奇。
3. 我最初接触基尔霍夫定律的时候,就感觉像是进入了一个神秘的魔法世界。
基尔霍夫电流定律告诉我,电流在节点处就像是在一个大聚会的门口,进来多少人就得出去多少人,绝不可能凭空消失或者突然多出来。
像家里的电路分支点,不管有多少电器从这个点获取电流,总的流入和流出电流肯定是相等的。
这要是不相等,那电流岂不是成了调皮捣蛋的小幽灵,到处乱窜啦?4. 基尔霍夫电压定律也不简单呢。
它就像一个严谨的会计,在计算电路这个大账本里的电压收支。
在一个闭合电路里,电压升起来又降下去,最后总的变化得是零。
我和几个朋友一起做小组项目,要分析一个复杂电路的电压情况。
有的朋友一开始被那些复杂的电路元件和线路搞得晕头转向,我就说:“嘿,就把它当成是一场旅行,你爬山(电压升高)又下山(电压降低),最后回到起点,高度差肯定是零呀。
”这定律真的是给我们在电路迷宫里点亮了一盏灯。
5. 学习基尔霍夫定律的时候,可不能死记硬背。
这定律就像是一把万能钥匙,能打开电路中很多秘密的大门。
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If (R2R3-R1R4)=0,then,Ig=0,No current passes through the Galvanometer, the bridge is in the balance. The condition for balance of bridge: R2R3=R1R4 When a bridge is in the balance, The equivalent resistance between c and d can be calculated as follow
Standard emf
ε x + I (r + RG ) − (I0 − I )Rx = 0 b I0 Rx − ε x
I= R + r + RG
a Adjust Rx to make I=0
R0
εx
r
G
c e d
Rx
ε0
I0RS=εS I0Rx=εx
Rx ε x = εs Rs
Wheatstone bridge
R2
a
ε2
R1
ε3
b
I2
I1
I1=ε2/R1=50mA I2=(ε2+ε3 - ε1) /R2=60mA
Solving Problems
ε1=12V, ε2=9V, ε3= 8V r1=r2=r3=1Ω R2=3Ω
ε1,r1 a b ε2,r2 ε3,r3 R2 R5 R4
R1 R3
R1=R3=R4=R5=2Ω (a)ab is not connected ,find Vab;
ε1,r1 a b ε2,r2 I2 ε3,r3 R2 I R5 R4
II
(b) When ab is connected, from Kirchhoff’s Law
ε2-ε3+I3(r3+R3+R4)+I2(r2+R2)=0
l R=ρ A
The logarithm of the equation above is
ln R = ln ρ + ln l − ln A
Differential to the equation is
∆R ∆ρ ∆l ∆A = + − = 0.39% + 0.0017% − 0.0034% = 0.3883% R ρ l A
ρ − ρ0 = α∆t = 3.9 ×10 −3 ×1 = 0.39% ρ0
From l=l0(1+γ∆t)
l − l0 = γ∆t = 1.7 ×10 −5 ×1 = 0.0017% l0
Solving Problems
A − A0 = 2γ∆t = 2 ×1.7 × 10 −5 × 1 = 0.0034% A0
Solving Problems
ε1
Find the current in each resistor and the potential difference between a and b. Put ε1 = 6.0V, ε2 = 5.0V, ε3 = 4.0V, R1 = 100Ω, and R2 =50 Ω. Solution: Vab=ε2+ε3=9V I1R1-ε2=0 I2R2+ε1-ε2-ε3=0
2 3 1 4
I1-Ig
Solution: According to Kirchhoff’s Law, We get I0=I1+I3 I3R3+(I3+Ig)R4-ε=0 I1R1+IgRg-I3R3=0 (I1-Ig)R2-(I3+Ig)R4-IgRg=0
Wheatstone bridge
Ig = ( R2 R3 − R1R4 ) R3ε R1 ( R3 + R4 )(Rg R4 + R2 R3 + R3 R4 + R3 Rg ) + ( R2 R3 − R1R4 )(R3 R4 + Rg R3 + Rg R4 )
a
The Wheatstone bridge. In figure on the R1 R2 I1 right ,R2 is to be adjusted in value until Ig points a and b are brought to exactly d c G the same potential. (One tests for this I3 R4 R3 I0 these points are at the same potential, I3+Ig b the meter will not deflect——balanced.) Show that when this adjustment is made, the following relation holds: R R =R R ε
( R1 + R2 )( R3 + R4 ) Rcd = ( R1 + R2 + R3 + R4 )
(R1+R2)// (R3+R4) Cut circuit
?
or
R1 R3 R2 R4 Rcd = + R1 + R3 R2 + R4
(R1//R3)+ (R2//R4) short circuit
Solving Problems
Applications of Kirchhoff’s Law
Example 3.4. The potentiometer The Figure shows the
rudiments of a potentiometer, which is a device for measuring an unknown emf εx. The currents and emfs are marked as shown. Applying the loop theorem to loop abed yields
εS + I (r + RG ) − (I0 − I )RS = 0
I0 RS − ε S I= RS + r + RG
Adjust R0 to make I=0 b I a I0
R0
εS
r
G
Galvanometer c e d I0
RS I0 - I
I0RS=εS
ε0
Applications of Kirchhoff’s Law
Solving Problems
l 3.5 × 10 −5 × 2 ×10 −2 R=ρ = = 8.9 × 10 −3 Ω A 3.14 × (0.5 × 10 − 2 ) 2
P=i2R
i= P 1 = = 1.06 A −3 R 8.9 × 10
i 1.06 j= = = 1.35 × 10 4 A / m 2 S 3.14 × (0.5 × 10 − 2 ) 2
A B C S I σ1 σ2 d1 d2
σ Very large
I
E=
j
σ
I
1
Choose a Gaussian surface enclosing surface A
(S )
∫∫ E ⋅ d S = E S = σ
1= qAຫໍສະໝຸດ / ε 0ε0I qA = σ1
ε0I qC = − σ2
ε0I ε0I qB = − σ 2 σ1
V=iR=1.06×8.9×10-3=9.434×10-3V
Solving Problems
Find (a) the electric fields in the materials 1 and 2 ,E1and E2 (b) Potential differences VAB,VBC Solution: The materials are conducting From the definition of current density
Solving Problems y
R R Ra = + = R 2 2
I2
Ra = 2 R // 2 R = R x
y
I1
a
I1 I1-I2
b
Vxy=I1R+I2(2R) I=I1+I2 (a) x
I I2 (b)
I2 2 R + 2R R + 2R × Vxy I1 R + 2 I 2 R I1 3 =7R = Rxy = = = 2 I2 5 I I1 + I 2 1+ 1+ 3 I1 Loop xabx: I1R+(I1-I2)R-2I2R=0 I2/I1=2/3
Id2 VBC = E2d2 = σ 2S
Solving Problems
(c)Find the charges on the surfaces A,B,C. Because σ is very large,the electric fields in the conductors, right and left, are zero
j = I S
A B C I σ1 σ2 d1 d2
σ Very large
S
I
According to differential form of Ohm’s Law: j=σE, we can get j I I E1 = E2 = = σ 1 σ 1S σ 2S
Id1 VAB = E1d1 = σ1S
(b)ab is connected ,find Vab and the current flowing R2 Solution:
ε3-ε1+I(R1+R3+R4+R5+r1+r2)=0