基尔霍夫第一定律 – 现行定律 (KCL)
定律或 KCL 指出y形电路怎么用基尔霍夫,“进入结点或节点的总电流或电荷恰好等于离开节点的电荷,因为除了离开之外没有其他地方可去,因为节点内没有电荷损失”。 换句话说,进入和离开节点的所有电流的代数和必须等于 0,I(退出)+ I(进入)= 0。这种观点通常称为电荷守恒。
基尔霍夫现行法律
这里,进入节点的三个电流I 1 、I 2 、I 3 均为正,离开节点的两个电流I 4 和I 5 为负。 这意味着我们还可以将方程重写为:
I 1+ I 2+ I 3– I 4– I 5= 0
电路中的术语节点通常指两个或更多个载流路径或部件(例如电缆和部件)的连接或接合。 同样,为了使电流流入或流出节点,必须存在闭合电路路径。 在分析并联电路时,我们可以使用基尔霍夫定律。
基尔霍夫第二定律 – 电压定律 (KVL)
电压定律或 KVL 规定“在任何闭环网络中,环路周围的总电压等于同一环路内所有电压降的总和”,也等于零。 换句话说,环路内所有电压的代数和必须等于零。 基尔霍夫的想法被称为能量守恒。
基尔霍夫电压定律
从循环中的任意点开始,继续沿相同方向,注意任何电压下降的方向(正或负),然后返回到相同的起点。 重要的是保持顺时针或逆时针方向相同,否则最终电压和将不为零。 分析串联电路时,可以使用基尔霍夫电压定律。
使用基尔霍夫电路定律分析直流电路或交流电路时,会使用许多定义和术语来描述所分析电路的各个部分,例如:节点、路径、分支、环路和网格。 这些术语在电路分析中经常使用,因此理解它们很重要。
一般直流电路理论术语:
•电路——电路是电流在其中流动的闭环导电路径。
•路径——连接元素或源的单线。
•节点——节点是电路的接合点、连接点或终端,其中两个或多个电路元件连接或连接在一起,从而提供两个或多个分支之间的连接点。 节点由点表示。
• 分支——分支是连接在两个节点之间的单个或一组组件,例如电阻器或电源。
• 环路——环路是电路中的简单闭合路径,其中不会多次遇到电路元件或节点。
•网格- 网格是不包含任何其他路径的单个闭环路径系列。 网格内没有循环。
注意:
如果所有组件中流过相同的电流值,则这些组件被称为串联连接。
如果组件施加相同的电压,则称它们并联连接在一起。
典型直流电路
基尔霍夫电路调节 No.1
求流入40Ω电阻R 3 的电流
该电路有 3 个支路、2 个节点(A 和 B)和 2 个独立环路。
使用基尔霍夫现行定律,KCL 的方程为:
在节点 A: I 1 + I 2 = I 3
在节点 B: I 3 = I 1 + I 2
使用基尔霍夫电压定律,KVL 方程如下:
环路 1 表示为: 10 = R 1 I 1 + R 3 I 3 = 10I 1 + 40I 3
循环 2 的计算公式如下: 20 = R 2 I 2 + R 3 I 3 = 20I 2 + 40I 3
循环 3 的公式为: 10 – 20 = 10I 1 – 20I 2
由于 I 3 是 I 1 + I 2 之和,我们可以将方程重写为:
等式 1: 10 = 10I 1 + 40 (I 1 + I 2) = 50I 1 + 40I 2
等式 2: 20 = 20I 2 + 40 (I 1 + I 2) = 40I 1 + 60I 2
现在y形电路怎么用基尔霍夫,我们有两个“联立方程”,可以简化为 I1 和 I2 的值。
用Me 1代替Me 2,Me 1给我们带来的价值是-0.143安培。
用 Me 2 代替 Me 1,Me 2 给出的值为 0.429 安培。
例如:I 3 = I 1 + I 2
流过电阻器 R 3 的电流为: -0.143 + 0.429 = 0.286 安培
电阻器 R 3 两端的电压为: 0.286 x 40 = 11.44 伏
I1 的负号意味着最初选择的电流方向是错误的,但永远不会更有效。 实际上,20v电池正在给10v电池充电。
基尔霍夫电路定律的应用
这两个定律使得找到电路中的电流和电压成为可能,即该电路被称为“分析的”,使用基尔霍夫电路定律的基本过程如下:
1. 假设所有电压和电阻均已给出。 (如果没有标注V1、v2、...、R1、R2等)
2. 为每个分支或网格分配电流(顺时针或
逆时针)
3. 为每个分支标记其分支电流。 (I1、I2、I3 等)
4. 找出每个节点的基尔霍夫第一定律方程。
5. 找出电路中每个独立环路的基尔霍夫第二定律方程。
6. 根据需要使用线性联立方程求出未知电流。
除了使用基尔霍夫电路定律来计算线性电路周围的各种电压和电流外,我们还可以使用环路分析来计算每个独立环路中的电流,只需使用基尔霍夫定律即可减少所需的数学量。