基尔霍夫定律与什么有关

基尔霍夫定律与什么有关 基尔霍夫定律与什么有关?

基尔霍夫定律与什么有关?

基尔霍夫定律与什么有关?

想必随便一个有初中文化的人都知道电路中的串联分压,并联分流定律,但是并非谁都知道基尔霍夫定律。基尔霍夫定律规定了电路中,电路结构对电流、电压的约束关系。分别称为基尔霍夫电流定律和基尔霍夫定律。根据基尔霍夫电压定律可以直接导出串联分压定律,根据基尔霍夫电流定律可以直接导出并联分流定律。

基尔霍夫定律与什么有关?

基尔霍夫(电路)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。基尔霍夫(电路)定律包括基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)。  基尔霍夫(电路)定律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。

基尔霍夫方程反映了什么的关系?

基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律;前者在任一瞬时,流向某一结点的电流之和恒等于由该结点流出的电流之和;后者在任一瞬间,沿电路中的任一回路绕行一周,在该回路上电动势之和恒等于各电阻上的电压降之和。

基尔霍夫定律只与电路的结构有关,而与元件的性质无关,基尔霍夫电流定律反映了电路的结构对节点上各支路电流所引起的约束关系基尔霍夫电压定律反映了电路的结构对回路中的各段电压所引起的约束关系。

基尔霍夫定律的理论依据有哪些?

一、基尔霍夫第一定律

汇于节点的各支路电流的代数和等于零,用公式表示为:

∑I=0

又被称作基尔霍夫电流定律(KCL)。

基尔霍夫第一定律的理论基础是稳恒电流下的电荷守恒定律。应用时,若规定流出节点的电流为正,则流向节点的电流为负。由此列出的方程叫做节点电流方程。

假设A节点连接着4条支路,那么我们就可以把这四条支路的电流设出来,I1,I2,I3,I4。设流入为正,流出为负,那么总有:I1 I2 I3 I4=0。

对于一个有n个节点的电路,可以列出n-1个独立的方程,组成基尔霍夫第一方程组。

二、基尔霍夫第二定律

沿任意回路环绕一周回到出发点,电动势的代数和等于回路各支路电阻(包括电源的内阻在内)和支路电流的乘积(即电压的代数和)。用公式表示为:

∑E=∑RI

又被称作基尔霍夫电压定律(KVL)。

基尔霍夫第二定律的理论基础是稳恒电场条件下的电压环路定理,即:沿回路环绕一周回到出发点,电位降为零。电流及电动势的符号规则是:人已选定一绕行方向,电流方向与绕行方向相同时电动势符号为正,反之为负。由此列出的方程叫做回路电压方程。

例如在一个简单的回路ABCD上有一个电源E,内阻为r,分别有R1,R2,R3三个电阻。选择绕行方向为顺时针,在这个简单的电路中只有一个回路,所以电流都是I。

那么有: rI R1I R2I R3I=E

其实在更为一般的电路中一个回路的各个边上的电流并不一定相等,但是仍然可以将各个边上的电流设出来(如果未知的话,可以计算出来的就不要设了,表示一下就可以。),用同样的方法进行计算。

三、基尔霍夫电路定律的应用

当电路中各电动势及电阻给定时,可任意标定电流方向,根据基尔霍夫方程组即可唯一的解出支路的电流值。基尔霍夫定律是电路计算的理论基础,根据基尔霍夫定律可以导出其他一些有用的定理:例如网孔电流定理,回路电流定理,节点电压定理等等,这些定理给电路计算带来了很大的方便,是电路分析和计算的有效工具。

基尔霍夫定律在稳恒条件下是严格成立的,在准稳恒条件下,即整个电路的尺度远远小于电路工作频率下的电磁波长时,基尔霍夫定律也符合得很好。在交流电中,基尔霍夫定律和向量法、拉普拉斯变换(Laplace Transform)的结合使用,可以让交流电路如同稳恒电路一样大大简化