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基尔霍夫电流定律解析及应用

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:基尔霍夫电流定律,也称为基尔霍夫第一定律,它用来反映电路中任意节点上各支路电流之间的关系。基尔霍夫电流定律不仅适用于电路中的任一节点,也可推广应用于广义节点,即包围部分电路的任一闭合面。例如,在图2-4中,对于虚线所包围的闭合面,有以下关系,即图2-3KCL电路举例基尔霍夫电流定律体现了电流的连续性原理,即电荷守恒原理。

基尔霍夫电流定律解析及应用

基尔霍夫电流定律(KCL),也称为基尔霍夫第一定律,它用来反映电路中任意节点上各支路电流之间的关系。其内容为:对于任何电路中的任意节点,在任意时刻流过该节点的电流之和恒等于零。其数学表达式为

式中 i——某节点的每条支路电流。

直流电路中可表达为

式中 I——直流电路中某节点的每条支路电流。

实验:将两个电阻(如330Ω和470Ω)并接到一个10V直流电源上,连接电路如图2-3(a)所示,测量流过电源的电流和两个电阻上的电流。

实验结果:电源电流的大小等于两个电阻上的电流大小相加。

对于图2-3(b)中的b节点,如果选定电流流出节点为正,流入节点为负,有

将上式变换,得

所以,基尔霍夫电流定律(KCL)还可以表述为:对于电路中的任意节点,在任意时刻流入该节点的电流总和等于从该节点流出的电流总和,即

式中 I——直流电路中流入某节点的每条支路电流;

   I——直流电路中流出某节点的每条支路电流。

基尔霍夫电流定律(KCL)不仅适用于电路中的任一节点,也可推广应用于广义节点,即包围部分电路的任一闭合面。流入或流出任何一个闭合面的电流的代数和为0。例如,在图2-4中,对于虚线所包围的闭合面,有以下关系,即(www.xing528.com)

图2-3 KCL电路举例

基尔霍夫电流定律体现了电流的连续性原理,即电荷守恒原理。在电路中流进某一地方多少电荷,必定同时从该地方流出多少电荷。

例2-2 电路如图2-5所示,求电流I3

图2-4 广义节点

图2-5 例2-2图

解:由KCL定律得

代入数据得

练一练:如图2-6所示电路,求出支路电流I的值。

图2-6 练一练题图

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