《電工電子技術(shù)及應(yīng)用》課件 1-3-1 基爾霍夫電流定律及應(yīng)用

電工電子技術(shù)及應(yīng)用2025/1/14情境1直流電路的等效變換及測試1任務(wù)1-3-2基爾霍夫電壓定律及應(yīng)用學(xué)習(xí)內(nèi)容及目標(biāo)：能力目標(biāo)1、能夠利用基爾霍夫定律進行參數(shù)計算；2、教給學(xué)生研究問題的方法，提高學(xué)生分析和解決問題的能力。知識目標(biāo)1、能說出支路、節(jié)點、回路、網(wǎng)孔等分析復(fù)雜電路的常用術(shù)語的含義。2、能說出基爾霍夫定律的內(nèi)容。情感目標(biāo)1、培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實態(tài)度和科學(xué)研究興趣。情境1直流電路的等效變換及測試2任務(wù)1-3-1

基爾霍夫電流定律及應(yīng)用學(xué)習(xí)重點及難點學(xué)習(xí)重點1、基爾霍夫電流定律的內(nèi)容及應(yīng)用。學(xué)習(xí)難點1、應(yīng)用基爾霍夫電流定律列節(jié)點方程。情境1直流電路的等效變換及測試3觀察思考：右邊2個電路有何區(qū)別，如何求解各條支路的電流？R1E1E2R2R3R1ER2R3

引入新課思考情境1直流電路的等效變換及測試4簡單電路：一個電源和多個電阻組成的電路，可以用電阻的串、并聯(lián)簡化計算。復(fù)雜電路：兩個以上的有電源的支路組成的多回路電路不能運用電阻的串、并聯(lián)計算方法簡化成一個單回路電路。

引入新課R1E1E2R2R3R1ER2R3情境1直流電路的等效變換及測試5復(fù)雜電路：兩個以上的有電源的支路組成的多回路電路不能運用電阻的串、并聯(lián)計算方法簡化成一個單回路電路。

引入新課R1E1E2R2R3提出問題：如何計算復(fù)雜電路的參數(shù)呢？解決問題：利用基爾霍夫定律可解決此類問題。

思考情境1直流電路的等效變換及測試6復(fù)雜電路：

引入新課解決問題：利用基爾霍夫電流定律可解決此類問題。

3A10A5A10A2AI1I2AB情境1直流電路的等效變換及測試7發(fā)現(xiàn)背景：基爾霍夫定律是求解復(fù)雜電路的電學(xué)基本定律。從19世紀(jì)40年代，由于電氣技術(shù)發(fā)展的十分迅速，電路變得愈來愈復(fù)雜。某些電路呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)形狀，并且網(wǎng)絡(luò)中還存在一些由3條或3條以上支路形成的交點(節(jié)點)。這種復(fù)雜電路不是串、并聯(lián)電路的公式所能解決的，剛從德國哥尼斯堡大學(xué)畢業(yè)，年僅21歲的基爾霍夫在他的第1篇論文中提出了適用于這種網(wǎng)絡(luò)狀電路計算的兩個定律，即著名的基爾霍夫定律。該定律能夠迅速地求解任何復(fù)雜電路，從而成功地解決了這個阻礙電氣技術(shù)發(fā)展的難題。基爾霍夫(kirchhoff)簡介

基爾霍夫（1824-1887）是德國著名物理學(xué)家，化學(xué)家，天文家。他在21歲上大學(xué)期間得出基爾霍夫定律，其后與一位化學(xué)家共同創(chuàng)立光譜分析學(xué)，貢獻卓著。背景介紹情境1直流電路的等效變換及測試8電路中的各個分支（流過同一電流）。電路中三條或三條以上支路的連接點。電路中任一閉合路徑。回路內(nèi)部不含有支路的回路。1、支路2、節(jié)點3、回路4、網(wǎng)孔復(fù)雜電路的幾個基本概念情境1直流電路的等效變換及測試91、圖示電路有幾條支路，幾個節(jié)點，幾個回路，幾個網(wǎng)孔？返回E1R1R4R5R2E2R3R2E2E1R1R3R5R43條支路2個節(jié)點3個回路2個網(wǎng)孔試一試，我能行情境1直流電路的等效變換及測試102、圖示電路有幾條支路、幾個節(jié)點、幾個回路？支路？節(jié)點？5條支路4個節(jié)點節(jié)點？R5E2R1R2R4E3R3E1E4R1E1E2R2E3R3R4E4R5試一試，我能行6個回路情境1直流電路的等效變換及測試11ΣII=ΣIO其中：I---In;O--OutI1I3I2I4a對節(jié)點a列KCL方程例1I1=I2+I3+I4二、基爾霍夫電流定律的內(nèi)容情境1直流電路的等效變換及測試12基爾霍夫電流定律，簡稱KCL，又稱節(jié)點電流定律。內(nèi)容：在任意瞬間，流入任一節(jié)點的電流總和等于從該節(jié)點流出的電流總和。電荷守恒和電流連續(xù)性的體現(xiàn)。注意事項

KCL方程是按電流參考方向列寫，與電流實際方向無關(guān)。

KCL是對支路電流加的約束，與支路上接的是什么元件無關(guān)，與電路是線性還是非線性無關(guān)。二、基爾霍夫電流定律的內(nèi)容實質(zhì)情境1直流電路的等效變換及測試13bE1E2R1R2I1I2I3I1I3I2R3對a、b兩節(jié)點，列KCL方程a對a節(jié)點列KCL方程對b節(jié)點列KCL方程I1=I2+I3I2+I3=I1思考：對于電路有兩個節(jié)點的可以列幾個獨立的KCL方程？2-1=1個三、基爾霍夫電流定律的應(yīng)用情境1直流電路的等效變換及測試14

電流定律可以推廣應(yīng)用于部分電路的任一假設(shè)的閉合面（廣義節(jié)點）。I=?例1:廣義節(jié)點I=0IA+IB=

IC2

+_+_I5

1

1

5

6V12V例2:返回ICABCIAIBRRR基爾霍夫電流定律的推廣應(yīng)用推廣應(yīng)用情境1直流電路的等效變換及測試15I1I2(a)I(b)(c)II1=I2I=0I=0N1N2N1N2N試一試，我能行情境1直流電路的等效變換及測試16I1+I2=I32、判斷電路中電流之間的關(guān)系E1E2R1R2R5R4R3I1I2I3A由節(jié)點A可知

結(jié)論思考1.電路中I1和I2的關(guān)系：I1+I2=02.若一條導(dǎo)線斷開I1=0生活常識：電工維修時，要與地面絕緣，且盡量單手操作從電路右端可得試一試，我能行A電路B電路I1I2情境1直流電路的等效變換及測試17例：求電路中的電流I1和I23A10A5A10A2AI1I2分析：電路中有兩個節(jié)點，為A、BABI1為節(jié)點A一支路電流，其它支路電流已知I2為節(jié)點B一支路電流，其它支路電流已知可以利用基爾霍夫電流定律求解解：對節(jié)點A:I1=3A+10A+5A對節(jié)點B:5A=I2+2A+10A=18A整理：I2=5A-2A-10A=-7AI1的方向與參考方向相同I2的實際方向是向下的一、基爾霍夫電流定律的應(yīng)用情境1直流電路的等效變換及測試181、求圖示電路電流I：3A10A14A24Aabcd解法1.根據(jù)基爾霍夫電流定律的推廣，列KCL方程：18+7=I+1I=24A試一試，我能行情境1直流電路的等效變換及測試191、求圖示電路電流I：3A10A14A24Aabcd解法2.對a節(jié)點列KCL方程，Ia=3A,方向從節(jié)點a流出。對b節(jié)點列KCL方程，Ib=10A,方向從節(jié)點b流出。對c節(jié)點列KCL方程，Ic=14A,方向從節(jié)點c流出。對d節(jié)點列KCL方程，Id=24A,方向從節(jié)點d流出。試一試，我能行情境1直流電路的等效變換及測試20（1）KCL是對支路電流加的約束，與支路上接的是什么元件無關(guān)，與電路是線性還是