01 基尔霍夫定律
电子课件基尔霍夫定律ppt
在一些复杂的电路中，元件的数量和连接方式可能会变得非常复杂，但是利用基尔霍夫定律可以简化分析过程。通过使用基尔霍夫定律，可以将复杂电路分解成若干个简单电路，然后分别对每个简单电路进行分析和计算，从而得到整个复杂电路的分析结果。
详细描述
03
基尔霍夫定律的数学表达
节点电流方程
节点电流方程是基尔霍夫定律的数学表达之一。
人工智能辅助分析
随着人工智能技术的发展电路特性，进一步提高电路设计的效率和性能。
基尔霍夫定律的未来发展趋势和价值
06
总结与展望
重要性和应用价值
基尔霍夫定律是电路分析的基本原理之一，对于理解复杂电路的电压、电流关系以及设计电路具有重要意义。其应用广泛，涵盖了电力、电子、通信等领域。
尽管基尔霍夫定律已经存在了很长时间，但在复杂电路的分析和设计中，该定律仍然具有重要意义。未来可以进一步研究基尔霍夫定律的应用范围和局限性，以及其在新型电子器件设计中的作用。
对未来研究和发展的展望与建议
随着电子技术的不断发展，对基尔霍夫定律的理解和应用可能会面临新的挑战。例如，在纳电子学、量子计算等新兴领域中，基尔霍夫定律可能需要被赋予新的内涵和解释。因此，未来可以在这些方向上进行探索和研究。
总结基尔霍夫定律的重要性和应用价值
内容概览
基尔霍夫定律包括两个部分，即基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。前者规定了在任意时刻，流入任意节点的电流之和等于流出该节点的电流之和；后者则表述了在任意时刻，沿着任意闭合回路的电压之和等于零。
公式与图形
基尔霍夫定律的公式和图形对于理解和应用该定律至关重要。公式包括KCL和KVL，分别对应电流和电压的关系；图形则更为直观地展示了电路中电流和电压的分布情况。
基尔霍夫定律和戴维宁定理实验
基尔霍夫定律和戴维宁定理实验一、实验目的1. 验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。
2. 学会用电流插头、插座测量各支路电流。
3. 验证戴维南定理的正确性，加深对该定理的理解。
4. 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。
二、原理说明1.基尔霍夫定律是电路的基本定律。
测量某电路的各支路电流及每个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。
即对电路中的任一个节点而言，应有ΣI＝0；对任何一个闭合回路而言，应有ΣU＝0。
运用上述定律时必须注意各支路或闭合回路中电流的正方向，此方向可预先任意设定。
2. 任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。
戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势Us等于这个有源二端网络的开路电压Uoc，其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻。
Uoc（Us）和R0称为有源二端网络的等效参数。
3. 有源二端网络等效参数的测量方法(1) 开路电压、短路电流法测R0在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压Uoc，然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流Isc ，则等效内阻为Uoc R 0＝ ── Isc如果二端网络的内阻很小，若将其输出端口短路 则易损坏其内部元件，因此不宜用此法。
(2) 伏安法测R 0用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图2-1所示。
根据外特性曲线求出斜率tg φ，则内阻 图2-1 △U U oc R 0＝tg φ＝ ──＝── 。
△I Isc也可以先测量开路电压Uoc ，再测量电流为额定值I N 时的输出端电压值U N ，U oc －U N则内阻为 R 0＝──── 。
I N 三、实验设备计算机，multisim 仿真软件 四、实验内容U I ABI UOΔUΔIφscoc（一）基尔霍夫定律实验线路如图2—2，用DGJ-03挂箱的“基尔霍夫定律”线路。
基尔霍夫第一定律内容
基尔霍夫第一定律内容
基尔霍夫第一定律又称为基尔霍夫电流定律或基尔霍夫节点定律，是电路中电流的守恒定律之一。
该定律由德国物理学家叶努斯·卡尔·基尔霍夫（Gustav Kirchhoff）在19世纪中期提出。
基尔霍夫第一定律表明在任何一个电路中，流入某节点的电流总和等于流出该节点的电流总和。
换句话说，节点处的电流代数和为零。
基尔霍夫第一定律可以用以下方程表示：
∑I_in = ∑I_out
其中，∑I_in代表流入节点的电流总和，∑I_out代表流出节点
的电流总和。
根据基尔霍夫第一定律，电流在任何一个节点上都可以分为两个或多个分支，而这些分支的电流代数和为零。
这个定律在分析复杂电路时非常有用，可以根据节点处电流的守恒关系推导出电路中各个分支的电流大小。
需要注意的是，基尔霍夫第一定律适用于直流电路和交流电路，无论是串联电路还是并联电路都适用。
基尔霍夫定律在电路分析中的应用
2016 NO.03SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION动力与电气工程25科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 1 基尔霍夫定律基尔霍夫定律由两个定律组成。
1.1 基尔霍夫节点电流定律对于复杂直流电路的任一节点,在任一时刻,流入节点的电流之和等于流出节点的电路之和。
表达式为:ΣI入=ΣI出;也可表示为ΣI=0(流入为正,流出为负)。
1.2 基尔霍夫回路电压定律对于复杂直流电路中的任一回路(回路中可以有电源,也可以没有电源),从一点出发绕回路一周回到该点时,各段电压(电压降)的代数和为零。
表达式为:ΣU=0或ΣE=ΣIR(注意电动势的方向)。
2 在简单直流电路中的应用2.1 基尔霍夫回路电压定律的应用简单直流电路如图1所示。
在进行简单直流电路的分析中,一般都是从能量守恒的角度得到闭合电路欧姆定律的表达式:I=E/(R+r)rR E。
其实从基尔霍夫回路电压定律进行分析:将此电路作为复杂直流电路中的一个回路。
从A点出发,按顺时针绕行,IR+Ir－E=0、I=E/(R+r)。
2.2 基尔霍夫节点电流定律的应用图2是一个电阻并联电路,有三条支路,我们将A点看作为电路中的节点,根据基尔霍夫定律的电流定律:ΣI入=ΣI出,I是流入节点的,而I 1、I 2、I 3是流出节点的,可得I=I 1+I 2+I 3。
3 在复杂直流电路中的使用基尔霍夫定律适用于要求得到电路中各条支路的电流大小和方向的问题。
它主要有两种方法:支路电流法和回路电流法。
主要看一下支路电流法中基尔霍夫定律的具体应用。
(1)假定各支路中的电流的方向和回路方向,回路方向可以任DOI:10.16661/ki.1672-3791.2016.03.025基尔霍夫定律在电路分析中的应用陈海明(江苏省射阳中等专业学校 江苏盐城 224300)摘 要:基尔霍夫定律在直流电路、交流电路和磁路中都有广泛的应用,该文从基尔霍夫第一定律、基尔霍夫第二定律的基本概念出发,结合在电子电工电路中涉及到的应用入手,详细阐述了定律如何渗透到各个环节当中,引领大家去体会定律的奥妙,理解掌握丝丝入扣的应用之美,帮助我们更好地对电路的工作原理的领悟,对电工和电子线路有一个总体的、清晰的把握。
电压电流约束关系
通过测量与电压和电流相关的物理量，如电阻、 电感等，再通过计算得出电压和电流值。
传感器测量法
利用电压和电流传感器将待测信号转换为可测量 的电信号，再通过电子设备进行测量。
电压电流的控制方法
线性控制方法
通过线性控制理论，如PID控制等，对电压和电流进行控制。
模糊控制方法
基于模糊逻辑理论，通过模糊控制器对电压和电流进行控制。
电压电流约束关系
目 录
• 电压电流基本概念 • 电压电流约束关系 • 电压电流约束在实际电路中的应用 • 电压电流约束对设备的影响 • 电压电流约束的测量与控制
01 电压电流基本概念
电压的定义与性质
电压
电压是电场中电势差或电位差的 量度，表示电场力对单位正电荷 做功的能力。电压的方向规定为 从高电位指向低电位。
基尔霍夫定律
定义
基尔霍夫定律包括两个部分，即基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。基尔霍夫电流定律指 出，对于电路中的任一节点，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。基尔霍夫电压定律指出，对于电路 中的任一闭合回路，沿回路绕行方向上各段电压的代数和等于零。
应用场景
基尔霍夫定律是解决复杂电路问题的基础，适用于任何集总参数电路。
神经网络控制方法
利用神经网络技术，通过对电压和电流的历史数据学习，实现对电 压和电流的智能控制。
电压电流的调节技术
1 2
串联调节
通过在电路中串联电阻、电感等元件，改变电路 的阻抗特性，从而调节电压和电流的大小。
并联调节
通过在电路中并联电容、电感等元件，改变电路 的导纳特性，从而调节电压和电流的大小。
3
反馈调节
通过将电压和电流的测量值与设定值进行比较， 根据比较结果对电路进行调节，实现电压和电流 的自动控制。
2-2-3 电路基本定律(KVL,KCL)和分析方法
已知：U1=12V， U2=7.2V， R1=2， R2=6， R3=3
根据叠加原理，I2 = I2´ + I2
解： I2´= 1A
I2"= –1A
I2 = I2´ + I2 = 0A
22
02 叠加原理
例：
10
4A
10 10
I
20V
+
用叠加原理求：I= ?
I = I'+ I"= 1A
解： 10
4A
解： 1、K打开，I3=0
∴UR3=0 Uab = E1 －E3 + E2 Uab=(7－14+16)V=9V
2、K闭合，Uab=0
I3R3= E1－E3 + E2
I3=(E1－E3 + E2) ／R3 =9／9A=1A
11
01 基尔霍夫定律
例2、计算电流、电压。
－U+
+
60V －
10Ω + 20V
I2
Ig
R2
G
I4
Rg
R4
Us
_
电桥平衡条件：
R1 R4 = R2 R3
36
03 戴维南原理
进气压力传感器内部电路
(a) 剖面图
(b) 硅膜片的结构
37
03 戴维南原理
进气压力传感器等效电路图
当硅膜片不受压力时， 调至电桥平衡。
当进气歧管压力变化 时，硅膜片变形， 其阻值变化。电桥失 去平衡，AB输出电压 信号。
RAB =RO
B 30
03 戴维南原理
2) 用戴维南定理解题的步骤
复杂的 I a
有源 RL
热辐射、基尔霍夫定律
热辐射、基尔霍夫定律一、几种不同形式的辐射物体向外辐射将消耗本射的能量。
要长期维持这种辐射，就必须不断从外面补偿能量，否则辐射就会引起物质内部的变化。
在辐射过程中物质内部发生化学变化的，叫做化学发光。
用外来的光或任何其它辐射不断地或预先地照射物质而使之发光的过程叫做光致发光。
由场的作用引起的辐射叫场致发光。
另一种辐射叫做热辐射，这种辐射在量值方面和按波长分布方面都取决全辐射体的温度。
任何温度的物体都发出一定的热辐射。
一物体 500?左右，暗红色。
随温度不断上升，辉光逐渐亮起来，而且波长较短的辐射越来越多。
1500?变成明亮的白炽光。
同一物体在一定温度下所辐射的能量，在不同光谱区域的分布是不均匀的，而且温度越高，光谱中与能量最大的辐射相对应的频率也越高。
在一定温度下，不同物体所辐射的光谱成份有显著的不同。
二、辐射出射度和吸收比,,,，d,从上面知道:在单位时间内从物体单位面积向各个方向所发射的，频率在d,d,d,范围内的辐射能量与和T有关，而且足够小时，可认为与成正比 , d,,Ed,,,T,T是和T的函数，叫做该物体在温度T时发射频率为的单色辐射出射度(单色E,,,,T辐出度)。
它的物理意义是从物体表面单位面积发出的，频率在附近的单位频率间隔内的,辐射功率。
它反映了在不同温度下，辐射能量按频率分布的情况。
单位为22W/m,J/m,s从特体表面单位面积上所发出的各种频率的总辐射功率，称为物体的辐射出射度。
用表示: ,(T)0,,,(T),d,,Ed, 0,,T,,T,,00E,(T)只是温度的函数。
和,(T)同表面情况有关。
,,T00另一方面，当辐射照射到某一不透明物体表面时，其中一部分能量将被物体散射或反,，d,d,射，另一部分能量则被物体所吸收。
用表示频率在和范围内照射到温度为,,,T,d,T的物体的单位面积上的辐射能量;表示物体单位面积上所吸收的辐射能量，则 ,,T,d,,,TA, ,,Td,,,T叫做该物体的吸收比。
基尔霍夫定律课件ppt
环路是指电路中任意一个闭合的路径，环路电压定律表明在 任意一个闭合环路上，沿环路方向上各段电压的代数和等于 零。这个定律可以用于分析电路中各元件之间的电压关系。
电阻、电导与电位的概念
总结词
电阻是表示电路对电流阻碍作用的物理量，电导是电阻的倒数，电位是表示电场中某一点的电势。
详细描述
电阻是电路中常见的元件，它阻碍电流的流动，通常用欧姆表示。电导是电阻的倒数，即1/R，用于 衡量电路导电能力的大小。电位是电场中某一点的电势，通常用伏特表示，可以用于分析电路中各点 的电势分布。
通过对实验数据的分析，可以验证 基尔霍夫定律是否成立。
案例一：单电源电路
电路设计
单电源电路是指由一个电源和若干个电阻组成的电路。
基尔霍夫定律的应用
在单电源电路中，基尔霍夫定律可以用来计算电流的大小和方向。
实验验证
通过实验测量电流的大小和方向，可以验证基尔霍夫定律的正确性 。
案例二：复杂电路
电路设计
03
基尔霍夫定律的运用
支路电流法
支路电流法是基尔霍夫定律在复杂电路中的一种应用方法，其基本原理是：在任何 一个闭合电路中，各支路电流的代数和等于零。
应用支路电流法时，首先需要确定各支路的电流方向，然后根据基尔霍夫定律列出 各支路电流的方程式，最后解方程组求得各支路电流。
支路电流法的优点是能够直接得出各支路电流的值，适用于支路数较少且各支路电 流易于测量的电路。
基尔霍夫节点电流定律是指在任意一个节点上，所有流入的电流之和等于所有流 出的电流之和。
详细描述
节点是指电路中任意一个连接点，节点电流定律表明在任意一个节点上，所有流 入的电流之和等于所有流出的电流之和，即电流的总量守恒。这个定律可以用于 分析电路中各支路电流之间的关系。
电子通用课件(基尔霍夫定律)
01
02
03
电源
提供稳定的直流电源，以 供电路使用。
测量仪表
包括电流表、电压表和欧 姆表，用于测量电路中的 电流、电压和电阻等参数 。
电路板和元件
包括电阻、电容、电感等 电子元件，以及连接线和 焊台等工具，用于搭建电 路。
实验步骤与操作
实验准备
搭建电路
根据实验要求选择合适的元件和仪表，搭 建电路前应先设计好电路图，并确保元件 的质量和规格符合要求。
实验目的与要求
验证基尔霍夫定律的正确性
通过实验测量和数据分析，验证基尔霍夫定律在电路中的适用性 和正确性。
培养实验技能
通过实验操作，培养学生的实验设计、操作、数据分析和处理等方 面的技能。
理解电路基本原理
通过实验，加深学生对电路基本原理和电子技术的理解，为后续课 程的学习打下基础。
实验设备与材料
电子通用课件(基尔霍夫 定律)
• 基尔霍夫定律简介 • 基尔霍夫定律的内容 • 基尔霍夫定律的应用 • 基尔霍夫定律的验证与实验 • 基尔霍夫定律的扩展与深化 • 习题与思考题
01
基尔霍夫定律简介
什么是基尔霍夫定律
01
基尔霍夫定律是电路分析中的基 本定律之一，它包括基尔霍夫电 流定律（KCL）和基尔霍夫电压 定律（KVL）。
在物理教学中的应用
帮助学生理解物理概念
通过应用基尔霍夫定律，可以帮助学 生更好地理解电流、电压、电阻等物 理概念，以及它们之间的关系。
提高学生解决问题能力
通过解决基于基尔霍夫定律的实际问 题，可以提高学生的问题解决能力和 实践技能，同时也可以培养学生的逻 辑思维和分析能力。
04
基尔霍夫定律的验证与实验
详细描述
经典辐射定律
0
0 称为光电效应的红限（遏止频率）
结论 3：光电子从金属表面逸出时的最 大初始动能与入射光的频率成线性关系. 当入射光的频率小于 0 时，不管照射 光的强度多大、照射时间有多长，也不 会产生光电效应。
0
(3)吸收本领 A(ν,T):
入射到物体上的辐射通量 , 一部分被
物体散射或反射(对透明物体,还会有一部
分透射), 其余的为物体所吸收. 吸收本领定义为:
dW A( , T ) dW
吸收
入射
单色吸收比 (,T) ： 温度为T的物体吸收波长在 到+d范围内的电磁波能量与相应波长的入射电磁 波能量之比 。 单色反射比r (,T) ： 温度为T的物体反射波长在到 +d范围内的电磁波能量与相应波长的入射电磁波 能量之比。 两者关系 ( , T ) r ( , T ) 1
问题：如何从理论上找到符合实验曲线的函数式 ？
M b (, T ) f (, T )
1、维恩经验公式:
C2 T
M b ( , T ) C1 e
5
这个公式与实验曲线短波长处符合得很好， 但在波长很长处与实验曲线相差较大。
2、瑞利--金斯经验公式:
2 2 M b ( , T ) 2 kT c 或者， M b ( , T ) 2c
ds 1
dW M ( , T )d
其中， M ( , T ) dW d
叫做物体在温度为T时，发射波长为λ的单色辐射 出射度。
(2)辐射出射度(简称辐出度)MO(T):
: 0 ~ .
温度为T的热辐射体,单 位时间单位面积辐射出的所
2.基尔霍夫定律
• 电阻丝无限网络如图24所示，每一段金属 丝的电阻均为r，求A、B之间的等效电阻 RAB .
A
B
r
2 r 3
A
r
2 r 3 2 r 3
D
r 2
F
r 2 r 3 r 3 r 2
r
B
r
C
r 2
E
解:根据对称性可知，网络中背面那根无限长的电阻丝中 各点等 势，故可以删去这根电阻丝，这样原网络等效为如图25所示的网 络。又因为网络相对AB连线具有左右对称性，故可以折叠成如图 26所示的网络，再利用例（1）的方法可得
k 1
+
u1 + us2 +
L2
u2
L1
+ u5 -
+ u4 L3
+
uk 0
u3
-
注意：与绕行方向一致的电压为正，否则取负。
例1：已知R1=15Ω, R2=20Ω, Us1=180V, Is1=2A, 求I。
解： 标出参考方向：(采用关联方向) 在结点A使用KCL: Is1+I-I2=0 I2=I+2A
解题步骤： (1) 画出各个电源单独作用的电路，将其他电源电动势短
接，内阻保留，如图（b）（c）所示。
(2) 求单独作用的各支路电流 E1单独作用时(式中“//”表示两个电阻并联)
E1 I1 332mA R01 R3 // R02
R3 318mA I2 I1 R3 R02
闭合面也称为广义节点。 举例：图示电路，求I1和I2。 KCL反映电荷的守恒性和电流的连续性。
基尔霍夫电压定律 （KVL） （Kirchhoff’s Voltage Law)
基尔霍夫定律的相量形式
相量形式的推导
01
通过三角函数和复数的关系，将交流电路中的电压和电流用相 量表示。
02
利用相量图，通过几何方法分析电路，得出各支路电流和元件
上电压的关系。
通过相量的运算（加、减、乘、除等），推导出电路的阻抗、
03
导纳等参数，进而求解交流电路的各种问题。
相量形式的应用场景
交流电路分析
控制系统分析
利用相量形式分析交流电路，可以方便地 得出各支路电流和元件上电压的关系，计 算电路的功率、阻抗、导纳等参数。
3
相量形式的图解分析
通过相量图，可以直观地表示出电压和电流的相 位关系以及元件之间的相互作用，方便理解和分 析电路。
相量形式的优势与局限性
优势 • 简化了交流电路的计算过程。
• 通过相量图可以直观地理解电路的工作原理。
相量形式的优势与局限性
相量形式的优势与局限性
01
局限性
02
• 对于瞬态分析或非线性分析，相量形式可能不够 精确或复杂。
为了更好地适应这一发展趋势，需要进一步深入研究基尔霍夫定律的相量形式在复杂交流电路中的应用， 包括对非线性元件的处理、多频段电路的分析以及高性能计算在交流电路分析中的应用等。
此外，随着智能电网和物联网技术的发展，交流电路的应用领域也在不断扩展，需要进一步探索基尔霍 夫定律的相量形式在智能电网和物联网中的应用。
基尔霍夫定律的相量形式
contents
目录
• 引言 • 基尔霍夫定律的相量形式 • 相量形式与正弦稳态电路 • 相量形式在交流电路分析中的作用 • 基尔霍夫定律的相量形式与实际应用 • 结论
01 引言
基尔霍夫定律的重要性
在电路分析中，基尔霍夫定律 是基本的定律之一，它为电路 分析提供了基础。
电路实验(附答案)讲解
实验一、基尔霍夫定律的验证一、实验目的1、验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律普遍性的理解。
2、进一步学会使用电压表、电流表。
二、实验原理基尔霍夫定律是电路的基本定律。
1)基尔霍夫电流定律：对电路中任意节点，流入、流出该节点的代数和为零。
即∑I=02)基尔霍夫电压定律：在电路中任一闭合回路，电压降的代数和为零。
即∑U=0三、实验设备序号名称型号与规格数量备注DG04 直流稳压电源挂件 1 DG05 叠加定理挂件 1 D31 直流数字电压表、电流表挂件1四、实验内容实验线路如图2-1所示图 2－11、实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，2、按原理的要求，分别将两路直流稳压电源接入电路。
3、将电流插头的两端接至直流数字毫安表的“+，－”两端。
4、将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，记录电流值于下表。
5、用直流数字电压表分别测量两路电源及电元件上的电压值，记录于下表。
五、实训注意事项1. 同实训六的注意1，但需用到电流插座。
附录：1. 本实训线路系多个实训通用，本次实训中不使用电流插头和插座。
实训挂箱上的k3应拨向330Ω侧，D和D’用导线连接起来，三个故障按键均不得按下。
2．所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准。
U1、U2也需测量，不应取电源本身的显示值。
3. 用指针式电压表或电流表测量电压或电流时，如果仪表指针反偏，则必须调换仪表极性，重新测量。
此时指针正偏，可读得电压或电流值。
若用数显电压表或电流表测量，则可直接读出电压或电流值。
但应注意：所读得的电压或电流值的正确正、负号应根据设定的电流方向来判断。
六、基尔霍夫定律的计算值：I1 + I2 = I3 (1)根据基尔霍夫定律列出方程（510+510）I1 +510 I3=6 (2)（1000+330）I3+510 I3=12 (3)解得：I1 =0.00193A I2 =0.0059A I3 =0.00792AUFA=0.98V UBA=5.99V UAD=4.04V UDE=0.98VUDC=1.98V七、实验结论数据中绝大部分相对误差较小，基尔霍夫定律是正确的实验二叠加原理实验报告一、实验目的验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。
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。
01 电路与磁路
u 0 或 u降 u升 或 e u
注意：以上两个定律中电压、电流的正方向的规定
KCL规定了电路中任一节点处电流必须服从的约束关系 ， KVL则规定了电路中任一回路内电压必须服从的约束关系。这 两个定律仅与元件的相互连接有关，与元件本身的性质无关。
率μ及磁场强度 H 等物理量。 ➢磁通所走过的路径称为磁路
BA
HB
2.2 磁路的基本定律
1. 全电流定律（安培环路定律） 沿着任何一条闭合回线L，磁场强度H的线积分值恰好等于该闭 合回路所包围的总电流(电流代数和)，这就是安培环路定律。
H dl L
i i1 i2 i3
UR RIR
UL jLIL
C
第二章 磁 路
内容：
2.1 描述磁场的基本物理量和磁路的概念 2.2 磁路的基本定律 2.3 磁路和电路的类比和区别 2.4 电机中常用的基本电磁定律 2.5 常用的铁磁材料及其特性
2.1 描述磁场的基本物理量和磁路的概念
➢描述电机中的磁场问题时，常用磁感应强度B 、磁通φ、磁导
电路与磁路的区别：
(1)电路中有电流流过时，就有功率损耗I2R；而在直流磁路中，维
持一定的磁通量 时，铁心中没有功率损耗；
(2)在电路中可以认为电流全部在导线中流通，导线外几乎没有电 流；在磁路中，则没有绝对的磁绝缘体，除了铁心中的磁通之外， 实际上总有相当一部分漏磁通散布在周围空气中；
(3)电路中导体的电阻率ρ在一定温度下变化不大；磁路中铁心的 磁导率μ不是一个常数，是磁通密度的函数；
1.2 正弦交流电的基本概念
正弦电流 i(t) I m cos(t i ) 的三要素为幅值 Im，角频率 ω
基尔霍夫电流定律
其中，J是电流密度，是电常数，E是电场，ρ是电荷密度。
这是电荷守恒的微分方程。以积分的形式表述，从封闭表面流出的电流等于在这封闭表面内部的电荷 Q的流 失率：
基尔霍夫电流定律等价于电流的散度是零的论述。对于不含时电荷密度，该定律成立。
基尔霍夫电流定律
物理学定律之一
01 简介
03 适用范围
目录
02 理论及计算 04 科学家修正
基尔霍夫电流定律也称为节点电流定律，于1845年由德国物理学家G.R.基尔霍夫（Gustav Robert Kirchhoff，1824～1887）提出，内容是电路中任一个节点上，在任一时刻，流入节点的电流之和等于流出节点 的电流之和。(又简写为KCL)
基尔霍夫定律包括基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律，其中基尔霍夫第一定律即为基尔霍夫电流定律， 简称KCL；基尔霍夫第二定律则称为基尔霍夫电压定律，简称KVL。
理论及计算
定义
推导 含时电荷密度
基尔霍夫电流定律表明： 或者，更详细描述为： 以方程表达，对于电路的任意节点满足： 其中，ik是第 k个进入或离开这节点的电流，是流过与这节点相连接的第 k个支路的电流，可以是实数或复 数。
适用范围
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。
基尔霍夫定律与电路元
2. 通过实验数据分析，可以进 一步探讨电路元件的电压、电 流关系以及电阻、电容、电感
等元件的性质。
3. 实验中需要注意电路连接的 正确性和实验数据的准确性， 避免误差对实验结果的影响。
4. 实验结果可以应用于实际电 路的分析和设计，为电子工程 、电气工程等领域提供理论支 持和实践指导。
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当电路中存在多个节点时。
举例说明
在一个包含两个电阻R1和R2的 简单电路中，假设电流I1流入R1， 电流I2流出R1并流入R2，那么根 据基尔霍夫第一定律，I1 + I2 =
0。
基尔霍夫第二定律
1 2
定义
基尔霍夫第二定律也称为回路电压定律，它指出 在电路中，沿着任意回路的电压降总和等于零。
应用场景
可以列出方程并求解未知的电流 和电压。
分析电路性能
通过计算电流和电压，可以分析电 路的性能，例如功耗、热效应等。
设计电路
在设计电路时，可以使用基尔霍夫 定律来验证电路是否正常工作，或 者优化电路的性能。
02 电路元
电阻
定义
电阻是表示导体对电流阻碍作 用的物理量，符号为R。
单位
欧姆（Ω）。
计算公式
导线
连接电路元件，形 成电路。
实验步骤与操作
1. 准备实验设备与工具， 搭建电路。
3. 开启电源，观察电流表和 电压表的读数，记录数据。
2. 连接电源、电流表、电压表 和电阻器，确保电路连接正确 。
4. 改变电源电压或电阻器的阻 值，重复步骤3，多次测量并记 录数据。
实验结果与讨论
1. 通过实验数据，验证了基尔 霍夫定律的正确性，即电路中 任意节点处的电流代数和等于
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（题目）基尔霍夫定律及电位、电压关系的验证 基尔霍夫定律及电位、 基尔霍夫定律及电位
一、实验目的
1.验证······ 2. ······
二、实验原理
(简明扼要)······
三、实验设备
（主要设备）······
四、实验内容及结果
······
山 东 建 筑 大 学
五、结论（或总结）
······
四、实验内容
1.验证基尔霍夫电流定律 1.验证基尔霍夫电流定律 2.验证基尔霍夫电压定律 2.验证基尔霍夫电压定律 3.电压 电压、 3.电压、电位的测量
1.验证基尔霍夫电流定律 1.验证基尔霍夫电流定律
（1）电路原理图 F
US1 R1 510
*
A
+ E
I1 * I I2 1K 3
RKCL：在集总电路中的任一结点，在任一 ：在集总电路中的任一结点， 时刻， 结点的电流代数和为零。 时刻，流出 结点的电流代数和为零。 2. KVL：在集总电路中的任一回路，在任一时刻， ：在集总电路中的任一回路，在任一时刻， 路各支路电压的代数和为零。 该回 路各支路电压的代数和为零。 3. 电压与电位的关系： 电压与电位的关系：
六、 实验报告要求
1.将实验数据及计算值填入相应表格中。 1.将实验数据及计算值填入相应表格中。 将实验数据及计算值填入相应表格中 2.由实验数据，验证基尔霍夫定律， 2.由实验数据，验证基尔霍夫定律，并分 由实验数据 析误差原因。 析误差原因。 3.总结电压的绝对性、电位的相对性。 3.总结电压的绝对性、电位的相对性。 总结电压的绝对性
U AB VA VB
三 、 实验设备
★电源开关
↓实验电路 ←直流 稳压 电源
↓导线
←电源调节
↓将电源接入电路
智能直流电压表
智能直流毫安表
注意：直流电压表、 注意：直流电压表、电流表的极性
←电流表连接用导线
↓电流测量插孔
↑电流表（注意正负极） 电流表（注意正负极）
←电压表
↓电压测量（注意测点） 电压测量（注意测点）
电压 参考点 测量 D (计算 计算) 计算 F (计算 计算) 计算
UAB
UBC
UCD
UBE
UED
UFE
UAF
UAD
五 、实验注意事项
1. 测量接线时，注意电源、电压表、电流表的 测量接线时，注意电源、电压表、 极性。 极性。 2. 改接线路时，要关掉电源。 改接线路时，要关掉电源。 3. 记录数据时，应注意数值的正负号。 记录数据时，应注意数值的正负号。
*
R2
B
+
US2 - 18V C
10V
510 R4
（2）表1.1 I1 (mA) I2 (mA) I3 (mA)
计算值
测量值
∑I
先要关掉电源) （3） 接线图 先要关掉电源 ） 接线图(先要关掉电源
K1打向左侧
mA
K2打向右侧
10V
18V
K3打向上方
记录电流，记入表 记录电流，记入表1.1中 中
2.验证基尔霍夫电压定律 2.验证基尔霍夫电压定律
（1）电路原理图、接线图（同1） 电路原理图、接线图（ （2）记录各电压，记入表1.2 记录各电压， 电压(V) (V) 计算值 测量值
UAD UDE UEF UFA ∑U UBC UCD UDA
改
UAB ∑U
3.电压、 3.电压、电位的测量 电压
（1）电路原理图、接线图（同1） 电路原理图、接线图（ 点为电位参考点， （2）分别以D、F点为电位参考点，测有关电压、 分别以 、 点为电位参考点 测有关电压、 电位；并填入表1.3 1.3和 电位；并填入表1.3和1.4 电位 VA VB VC VD VE VF 参考点 D F
专 用 实 验 报 告 纸
实验一 基尔霍夫定律的验证 及电压、 及电压、电位的测定
一．实验目的 二．实验原理 三．实验设备 四．实验内容 五．实验注意事项 六．实验报告要求
一、实验目的
1.验证基尔霍夫定律 1.验证基尔霍夫定律 2.加深对参考方向的理解 2.加深对参考方向的理解 3.加深对电压 加深对电压、 3.加深对电压、电位关系的理解 4.学会使用电流插头 学会使用电流插头、 4.学会使用电流插头、插座测量电流的方法