第2章-电路的基本定律和分析方法(1).ppt

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1、2.1基尔霍夫定律(Kirchhoff’sLaws)基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律(Kirchhoff’sCurrentLaw—KCL)和基尔霍夫电压定律(Kirchhoff’sVoltageLaw—KVL)。它反映了电路中所有支路电压和电流的约束关系，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、几个名词：(定义)(1).支路(branch)：电路中通过同一电流的每个分支。(b)(2).节点(node):三条或三条以上支路的连接点称为节点。(n)(4).回路(loop)：由支路组成的闭合路径。(l)b=3(3).路径(path)：两节点间的一条通路。路

2、径由支路构成(5).网孔(mesh)：对平面电路，每个网眼即为网孔。网孔是回路，但回路不一定是网孔。123ab+_R1uS1+_uS2R2R3l=3n=2123例：支路：ab、bc、ca…（共6条）回路：abd、abcd…（共7个）结点：a、b、c、d(共4个）bI6E5E6_+R6R3+R5R4R1R2acdI1I2I4I3I5-网孔：abd、bcd…（共3个）2、基尔霍夫电流定律(KCL)：在任何集总参数电路中，在任一时刻，流出(流入)任一节点的各支路电流的代数和为零。即物理基础:电荷守恒，电流连续性。i4i2i1i3•令流出为“+”(支路电流背离节点)–i1+i2–i3+i4=0i

3、1+i3=i2+i4••7A4Ai110A-12Ai2i1+i2–10–(–12)=0i2=1A例:4–7–i1=0i1=–3A(1)电流实际方向和参考方向之间关系；(2)流入、流出节点。KCL可推广到一个封闭面：两种符号:？广义结点I=?I=0_RE2E3E1+_RR1R+_+I例:KCL是电荷守恒和电流连续性原理在电路中任意结点处的反映；KCL是对结点处支路电流加的约束，与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；KCL方程是按电流参考方向列写的，与电流实际方向无关。下页上页明确返回AB+_1111113+_22.i4i3？A==B?i3==i4?A==B?A

4、B+_1111113+_21.i2i1i1==i2?i1=i2A=BA=Bi3=i4思考：首先考虑（选定一个)绕行方向:顺时针或逆时针.–R1I1–US1+R2I2–R3I3+R4I4+US4=0–R1I1+R2I2–R3I3+R4I4=US1–US4例:顺时针方向绕行:3、基尔霍夫电压定律(KVL)：在任何集总参数电路中，在任一时刻，沿任一闭合路径(按固定绕向)，各支路电压的代数和为零。即电阻压降电源压升-U1-US1+U2+U3+U4+US4=0-U1+U2+U3+U4=US1-US4I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_推论：电路中任意两点间的电压等于两点间任

5、一条路径经过的各元件电压的代数和。元件电压方向与路径绕行方向一致时取正号，相反取负号。ABl1l2UAB(沿l1)=UAB(沿l2）电位的单值性I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_U3U1U2U4AB例KVL的实质反映了电路遵从能量守恒定律;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；KVL方程是按电压参考方向列写，与电压实际方向无关。下页上页明确aUsb__-+++U2U1返回KVL也适用于电路中任一假想的回路图示电路：求U和I。1A3A2A3V2V3UI例1U1解：3+1-2+I=0，I=-2（A）U1=3I

6、=-6（V）U+U1+3-2=0，U=5（V）例210V55i1i2ii2S求下图电路开关S打开和闭合时的i1和i2。S打开：i1=0i2=1.5(A)i2=i+2i5i+5i2=10S闭合：i2=0i1=i+2ii=10/5=2i1=6(A)KCL、KVL小结：(1)KCL是对支路电流的线性约束，KVL是对支路电压的线性约束。(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是电位单值性的具体体现(电压与路径无关)。(4)KCL、KVL只适用于集总参数的电路。1．列方程前标注回路循行方向．E2=UBE+I2R2UBE=E2－I2R2

7、E1+B+-R1+-E2R2EUBEI2_2．正负号选择：（IR=E）当E、I的参考方向与回路绕向相同取正，当E、I的参考方向与回路绕向相反取负。3.开口电压可按回路处理注意：例：I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-回路1：I1R1+I2R2+I3R3=E3回路2：I4R4+I1R1-I6R6=E4回路3：I2R2+I5R5+I6R6=0下页上页例1求电流i解例2解求电压u返回下页上页++--