基尔霍夫定律教案
基尔霍夫电流定律教案

基尔霍夫电流定律教案一、教学目标1. 让学生理解基尔霍夫电流定律的概念。
2. 让学生掌握基尔霍夫电流定律的表达式。
3. 让学生学会运用基尔霍夫电流定律分析电路。
二、教学内容1. 基尔霍夫电流定律的定义。
2. 基尔霍夫电流定律的表达式。
3. 基尔霍夫电流定律的应用。
三、教学重点与难点1. 重点:基尔霍夫电流定律的概念和表达式。
2. 难点:运用基尔霍夫电流定律分析电路。
四、教学方法1. 采用讲授法讲解基尔霍夫电流定律的概念和表达式。
2. 采用案例分析法讲解基尔霍夫电流定律的应用。
3. 学生通过电路仿真软件进行实践操作,巩固知识点。
五、教学安排1. 第一课时:讲解基尔霍夫电流定律的概念和表达式。
2. 第二课时:讲解基尔霍夫电流定律的应用,并进行电路仿真实践。
教案内容:一、基尔霍夫电流定律的定义基尔霍夫电流定律(KCL)是指在任何一个电路节点,进入节点的电流之和等于离开节点的电流之和。
二、基尔霍夫电流定律的表达式用数学表达式表示为:ΣI_in = ΣI_out其中,ΣI_in 表示进入节点的所有电流之和,ΣI_out 表示离开节点的所有电流之和。
三、基尔霍夫电流定律的应用1. 分析电路中的电流分布。
2. 确定电路中的未知电流。
3. 验证电路的连通性。
四、电路仿真实践1. 学生通过电路仿真软件搭建电路。
2. 应用基尔霍夫电流定律分析电路,验证电路的正确性。
3. 调整电路参数,观察电流变化,进一步理解基尔霍夫电流定律。
五、课后作业1. 复习基尔霍夫电流定律的概念和表达式。
2. 完成课后练习题,巩固知识点。
六、教学评估1. 通过课堂提问,检查学生对基尔霍夫电流定律概念的理解程度。
2. 通过电路仿真实践,评估学生运用基尔霍夫电流定律分析电路的能力。
3. 课后练习题的完成情况,以检验学生对知识的掌握和应用能力。
七、教学拓展1. 介绍基尔霍夫电流定律在实际工程中的应用案例,如数字电路、模拟电路分析等。
2. 探讨基尔霍夫电流定律与其他电路定律(如欧姆定律、基尔霍夫电压定律)的关系和区别。
基尔霍夫电流定律

基尔霍夫电流定律教案:基尔霍夫电流定律的介绍与应用一、教学目标:1.知识目标:了解基尔霍夫电流定律的基本概念和原理,并能运用该定律解决电路问题。
2.技能目标:培养学生运用基尔霍夫电流定律解决电路问题的能力。
3.情感目标:激发学生对电路原理的学习兴趣,培养学生的动手实践能力和团队合作精神。
二、教学重点与难点:1.重点:基尔霍夫电流定律的基本概念和原理。
2.难点:基尔霍夫电流定律的应用,解决复杂电路问题。
三、教学过程:1.导入(5分钟):通过展示一个简单电路图,引发学生对电路问题的思考,并提出问题:“如何计算电路中的电流分布?”2.理论讲解(15分钟):a.基尔霍夫电流定律的基本概念:简要介绍基尔霍夫电流定律的含义,即在一个电路中,每一个交汇节点的总电流等于流入节点的电流之和。
b.基尔霍夫电流定律的原理:详细解释基尔霍夫电流定律的原理,即电流守恒定律。
c.基尔霍夫电流定律的数学表达:示范如何根据电流守恒定律建立方程,并解释方程中的未知数和方程个数的关系。
3.实例演示(20分钟):通过几个实际电路问题的演示,引导学生掌握如何应用基尔霍夫电流定律解决电路问题。
每个实例演示前,教师将先给出电路图,并明确要求。
4.合作探究(25分钟):学生分为小组,每组给出一个电路问题,要求组员合作解答。
每组选派一名代表上台演示解题过程,并解释解题思路。
老师鼓励组员互相合作,提供帮助。
5.拓展延伸(10分钟):以一个更复杂的电路问题作为拓展,引导学生挑战解决更难的电路问题。
6.总结点拨(5分钟):总结基尔霍夫电流定律的应用方法和解决电路问题的一般策略,强化学生对该定律的理解和掌握。
7.课堂作业(5分钟):布置课后作业,要求学生自主选取一道电路问题,利用基尔霍夫电流定律解决,并写出解题步骤和结果。
四、教学手段与学时分配:1.教学手段:多媒体演示、电路实验器材、小组合作讨论。
2.学时分配:导入(5分钟)、理论讲解(15分钟)、实例演示(20分钟)、合作探究(25分钟)、拓展延伸(10分钟)、总结点拨(5分钟)、课堂作业(5分钟)。
教案《基尔霍夫定律》

《基尔霍夫定律》一、教学目标:1. 让学生了解并掌握基尔霍夫定律的内容及应用。
2. 培养学生运用基尔霍夫定律分析电路问题的能力。
3. 引导学生运用基尔霍夫定律解决实际电路问题,提高学生的动手能力。
二、教学内容:1. 基尔霍夫定律的定义及意义。
2. 基尔霍夫定律的基本公式。
3. 基尔霍夫定律的应用实例。
三、教学重点与难点:1. 重点:基尔霍夫定律的内容及应用。
2. 难点:基尔霍夫定律在复杂电路中的应用。
四、教学方法:1. 采用讲授法,讲解基尔霍夫定律的基本概念和公式。
2. 采用案例分析法,分析基尔霍夫定律在实际电路中的应用。
3. 采用练习法,让学生通过解决实际问题,巩固基尔霍夫定律的知识。
五、教学准备:1. 教案、课件。
2. 电路图、实验器材。
3. 练习题及答案。
教案内容:一、导入:1. 引导学生回顾电路基本概念,如电压、电流、电阻等。
2. 提问:在电路分析中,我们通常会遇到哪些问题?二、基尔霍夫定律的定义及意义:1. 讲解基尔霍夫定律的定义。
2. 解释基尔霍夫定律在电路分析中的重要性。
三、基尔霍夫定律的基本公式:1. 电流定律(KCL):节点处的电流代数和为零。
2. 电压定律(KVL):闭合回路中的电压代数和为零。
四、基尔霍夫定律的应用实例:1. 分析并解决简单的电路问题。
2. 运用基尔霍夫定律分析复杂电路。
五、课堂练习:1. 让学生根据基尔霍夫定律,分析给出的电路图。
2. 解答学生提出的问题,解答过程中引导学生运用基尔霍夫定律。
六、总结与展望:1. 总结本节课所学内容,强调基尔霍夫定律在电路分析中的应用。
2. 展望下一节课的内容,激发学生的学习兴趣。
教学反思:在课后,对本次教学进行反思,分析学生的学习情况,针对存在的问题,调整教学策略,以提高教学效果。
六、教学过程:1. 复习上节课的内容,回顾基尔霍夫定律的基本公式和应用实例。
2. 讲解基尔霍夫定律在实际工程中的应用,如电路设计、故障排查等。
3. 分析复杂电路图,引导学生运用基尔霍夫定律逐步解决问题。
基尔霍夫定律教学设计

基尔霍夫定律教学设计教学设计:基尔霍夫定律1.教学目标:•理解基尔霍夫定律的概念和原理。
•能够运用基尔霍夫定律解决简单的电路问题。
•培养学生的分析和解决问题的能力。
2.教学准备:•准备一些简单的电路图示例,包括串联电路和并联电路。
•准备电流表和电压表,以便在实验中测量电流和电压。
•准备一些练习题和问题,用于巩固学生对基尔霍夫定律的理解和应用。
3.教学步骤:步骤1:引入•介绍基尔霍夫定律的背景和应用领域,强调其重要性和实用性。
•激发学生的兴趣,引发他们对电路分析的思考。
步骤2:基本概念•解释基尔霍夫定律的基本概念,包括电流守恒定律和电压守恒定律。
•使用简单的电路图示例,说明电流的分布和电压的分布。
步骤3:基尔霍夫定律的表达式•详细介绍基尔霍夫定律的数学表达式,包括节点电流法和回路电压法。
•演示如何应用这些表达式解决电路问题。
步骤4:实验演示1/ 3•进行一个简单的实验,展示基尔霍夫定律的应用。
•连接一个简单的电路,包括几个电阻和电源。
•使用电流表和电压表测量电流和电压,验证基尔霍夫定律。
步骤5:练习和应用•分发练习题和问题,让学生在小组或个人中解决。
•强调解决问题的步骤和思考过程,鼓励学生运用基尔霍夫定律分析电路。
4.教学评估:•监控学生在实验中的表现,评估他们对基尔霍夫定律的理解和应用。
•检查学生在练习和问题中的答案和解决方法。
•进行课堂讨论,解答学生提出的问题,并纠正他们的错误理解。
5.教学延伸:•引导学生进行更复杂的电路分析,涉及多个节点和回路的情况。
•探讨基尔霍夫定律在其他物理学领域的应用,如热传导、流体力学等。
•鼓励学生进行更深入的研究和探索,了解基尔霍夫定律的扩展和应用领域。
6.总结:•回顾基尔霍夫定律的概念和原理,强调电路分析中的重要性。
•强调学生在实践中运用基尔霍夫定律解决问题的能力和技巧。
•提供一些参考资料和资源,以便学生进一步学习和探索基尔霍夫定律。
通过以上的教学设计,学生可以全面了解基尔霍夫定律的概念、2/ 3原理和应用,同时通过实验和练习,培养他们的电路分析和问题解决能力。
基尔霍夫定律教学设计

基尔霍夫定律教学设计教学目标:1.理解基尔霍夫第一定律和第二定律的基本概念;2.掌握如何应用基尔霍夫定律解决简单的串并联电路问题;3.能够分析复杂的电路问题,运用基尔霍夫定律进行电流和电压的计算。
教学步骤:引入知识(10分钟)1.向学生介绍基尔霍夫定律的历史和背景,解释其在电路分析中的重要性和应用领域;2.提问:你们有没有遇到过电路分析的问题?有没有用过基尔霍夫定律解决问题的经历?概念讲解(20分钟)1.介绍基尔霍夫第一定律(节点定律):电路中每个节点处的电流代数和为零;2.通过图示示例演示如何应用节点定律进行电流计算;3.强调节点定义和电流的正负方向的选择;4.介绍基尔霍夫第二定律(环路定律):电路中各个回路的电压代数和为零;5.通过图示示例演示如何应用环路定律进行电压计算;6.提醒学生注意电压的正负方向的选择。
例题练习(30分钟)1.给学生分发或投影一些简单的电路图,让他们应用基尔霍夫定律进行解答;2.演示解答过程,引导学生思考和讨论;3.培养学生对电路图的理解和运用基尔霍夫定律解决问题的能力。
拓展应用(20分钟)1.给予学生一些复杂的电路图,让他们分组合作解决问题;2.引导学生思考更复杂的电路问题,并鼓励他们尝试分析和解决;3.分享一些实际应用中基尔霍夫定律的案例,激发学生对电路分析的兴趣。
总结与评价(10分钟)1.总结基尔霍夫定律的核心思想和应用方法;2.鼓励学生对自己的学习进行评价,提出问题和建议;3.引导学生思考如何将所学的知识应用到实际生活中。
教学资源:1. PowerPoint演示文稿/电子白板等;2.基尔霍夫定律的相关教学材料和例题。
评价方式:1.平时表现评价:观察学生对基尔霍夫定律的理解和应用情况,以及参与课堂活动的积极程度;2.课后作业评价:为学生出示一些电路问题,要求他们用基尔霍夫定律解答,并给予评分和详细解答反馈;3.小组合作评价:观察学生在小组合作中解决复杂电路问题的能力,评价他们的合作和沟通能力。
基尔霍夫定律教案

基尔霍夫定律优秀教案一、教学目标1. 让学生理解并掌握基尔霍夫定律的内容及应用。
2. 培养学生运用基尔霍夫定律分析电路的能力。
3. 提高学生对电路分析方法的认知,为后续课程打下基础。
二、教学内容1. 基尔霍夫定律的定义及原理。
2. 基尔霍夫定律在电路分析中的应用。
3. 基尔霍夫定律的实践操作。
三、教学重点与难点1. 重点:基尔霍夫定律的定义、原理及应用。
2. 难点:基尔霍夫定律在复杂电路分析中的应用。
四、教学方法1. 采用讲授法,讲解基尔霍夫定律的原理及应用。
2. 利用示例电路,演示基尔霍夫定律的分析过程。
3. 引导学生动手实践,巩固基尔霍夫定律的应用。
五、教学准备1. 教案、PPT及教学素材。
2. 电路图及实验器材。
3. 学生分组,每组配备实验器材。
六、教学过程1. 引入新课,讲解基尔霍夫定律的背景及重要性。
2. 讲解基尔霍夫定律的定义、原理。
3. 通过示例电路,演示基尔霍夫定律的应用。
4. 引导学生进行实践操作,分析实际电路。
5. 总结基尔霍夫定律的应用,布置课后作业。
七、课后作业1. 绘制一个简单的电路图,运用基尔霍夫定律进行分析。
八、课程评价1. 课堂表现:学生参与度、提问回答等情况。
2. 实践操作:学生动手实践的能力。
3. 课后作业:学生对基尔霍夫定律的应用掌握程度。
九、教学反思1. 反思教学方法,是否适合学生的学习需求。
2. 分析学生的学习反馈,调整教学内容和方法。
3. 不断提高自身教学水平,提升教学质量。
十、拓展阅读1. 《电路分析基础》:介绍电路分析的基本原理和方法。
2. 《基尔霍夫定律的应用》:深入讲解基尔霍夫定律在实际电路分析中的应用。
3. 《电路实验指导书》:提供电路实验的操作指导。
六、教学过程1. 引入新课,讲解基尔霍夫定律的背景及重要性。
2. 讲解基尔霍夫定律的定义、原理。
3. 通过示例电路,演示基尔霍夫定律的应用。
4. 引导学生进行实践操作,分析实际电路。
5. 总结基尔霍夫定律的应用,布置课后作业。
教案《基尔霍夫定律》

优秀教案《基尔霍夫定律》一、教学目标1. 让学生理解并掌握基尔霍夫定律的内容及应用。
2. 培养学生运用基尔霍夫定律分析电路问题的能力。
3. 引导学生运用科学思维方法,提高解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 基尔霍夫定律的定义及意义2. 基尔霍夫定律的基本公式3. 基尔霍夫定律的应用实例三、教学方法1. 采用讲授法,讲解基尔霍夫定律的基本概念和公式。
2. 利用示例,演示基尔霍夫定律在实际电路中的应用。
3. 开展小组讨论,引导学生主动探究电路问题。
四、教学准备1. 教案、教材、课件等教学资源。
2. 电路图、示波器等实验器材。
五、教学过程1. 导入:简要介绍基尔霍夫定律的背景和意义。
2. 新课:讲解基尔霍夫定律的基本概念和公式。
3. 示例:展示实际电路图,演示基尔霍夫定律的应用。
4. 练习:学生分组讨论,尝试解决实际电路问题。
6. 作业:布置相关练习题,巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂问答:通过提问方式检查学生对基尔霍夫定律的理解程度。
2. 练习题:布置针对性的习题,检验学生掌握基尔霍夫定律的应用。
3. 小组讨论:评估学生在小组合作中的表现,以及对电路问题的分析能力。
七、拓展与延伸1. 介绍基尔霍夫定律在实际工程中的应用。
2. 引导学生探讨基尔霍夫定律与其他电路定律的关系。
3. 鼓励学生自主学习,探索基尔霍夫定律的更深入内容。
八、教学反馈1. 课后收集学生作业,分析掌握情况。
2. 与学生交流,了解课堂学习效果。
3. 根据反馈情况,调整教学方法及进度。
九、教学建议1. 注重理论与实践相结合,提高学生动手能力。
2. 鼓励学生提问,充分调动学生积极性。
十、教学反思2. 分析学生学习情况,为下一节课做好准备。
3. 不断优化教学方法,提高教学质量。
重点和难点解析六、教学评估详细补充和说明:通过课堂问答和练习题,教师可以了解学生对基尔霍夫定律的基本概念和公式的掌握情况。
小组讨论可以检验学生在实际电路问题分析中的运用能力。
基尔霍夫定律优秀课程教案

第一章:基尔霍夫定律简介1.1 基尔霍夫定律的发现及意义1.2 基尔霍夫定律的应用范围1.3 基尔霍夫定律与电路分析的关系第二章:基尔霍夫电流定律(KCL)2.1 基尔霍夫电流定律的表述2.2 基尔霍夫电流定律的证明2.3 基尔霍夫电流定律在电路分析中的应用实例第三章:基尔霍夫电压定律(KVL)3.1 基尔霍夫电压定律的表述3.2 基尔霍夫电压定律的证明3.3 基尔霍夫电压定律在电路分析中的应用实例第四章:基尔霍夫定律在复杂电路中的应用4.1 基尔霍夫定律在多个节点电路中的应用4.2 基尔霍夫定律在多个回路电路中的应用4.3 基尔霍夫定律在含有多个电源的电路中的应用第五章:基尔霍夫定律在实际工程中的应用案例分析5.1 基尔霍夫定律在电子电路中的应用案例5.2 基尔霍夫定律在电力电路中的应用案例5.3 基尔霍夫定律在其他领域中的应用案例第六章:基尔霍夫定律的数学表达及符号约定6.2 电流和电压的参考方向6.3 基尔霍夫定律的符号约定第七章:基尔霍夫定律的解析解法7.1 基尔霍夫定律的直接解法7.2 基尔霍夫定律的间接解法7.3 基尔霍夫定律解法的优势和局限性第八章:基尔霍夫定律的数值解法8.1 基尔霍夫定律的数值解法原理8.2 基尔霍夫定律的常见数值解法算法8.3 基尔霍夫定律数值解法的应用实例第九章:基尔霍夫定律与现代电路分析技术9.1 基尔霍夫定律与SPICE模拟器的结合9.2 基尔霍夫定律在电路仿真中的应用9.3 基尔霍夫定律在电路优化设计中的应用第十章:基尔霍夫定律在工程实践中的应用案例分析10.1 基尔霍夫定律在通信电路中的应用案例10.2 基尔霍夫定律在控制系统中的应用案例10.3 基尔霍夫定律在其他工程领域的应用案例第十一章:基尔霍夫定律的实验验证11.1 基尔霍夫定律的实验设置11.2 基尔霍夫定律的实验过程11.3 实验结果与理论分析的对比第十二章:基尔霍夫定律的局限性及拓展12.1 基尔霍夫定律的局限性12.2 基尔霍夫定律的拓展理论12.3 拓展理论在电路分析中的应用第十三章:基尔霍夫定律与其他电路分析方法的结合13.1 基尔霍夫定律与节点电压法的关系13.2 基尔霍夫定律与回路电流法的关系13.3 基尔霍夫定律与其他电路分析方法的比较第十四章:基尔霍夫定律在新技术中的应用14.1 基尔霍夫定律在可再生能源领域的应用14.2 基尔霍夫定律在物联网电路中的应用14.3 基尔霍夫定律在新型传感器电路中的应用第十五章:基尔霍夫定律的综合应用与挑战15.1 基尔霍夫定律在现代电路设计中的综合应用15.2 基尔霍夫定律在面临挑战时的应对策略15.3 基尔霍夫定律在未来电路技术发展中的展望重点和难点解析本文主要介绍了基尔霍夫定律的基本概念、数学表达、解法方法、实验验证以及在现代电路技术和工程实践中的应用。
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基尔霍夫定律一、常用电路名词以图3-1所示电路为例说明常用电路名词。
1. 支路:电路中具有两个端钮且通过同一电流的无分支电路。
如图3-1电路中的ED 、AB 、FC 均为支路,该电路的支路数目为b = 3。
2. 节点:电路中三条或三条以上支路的联接点。
如图3-1电路的节点为A 、B 两点,该电路的节点数目为n = 2。
3. 回路:电路中任一闭合的路径。
如图3-1电路中的CDEFC 、AFCBA 、EABDE 路径均为回路,该电路的回路数目为l = 3。
4. 网孔:不含有分支的闭合回路。
如图3-1电路中的AFCBA 、EABDE 回路均为网孔,该电路的网孔数目为m = 2。
图3-1 常用电路名词的说明5. 网络:在电路分析范围内网络是指包含较多元件的电路。
二、基尔霍夫电流定律(节点电流定律)1.电流定律(KCL)内容电流定律的第一种表述:在任何时刻,电路中流入任一节点中的电流之和,恒等于从该节点流出的电流之和,即∑∑=流出流入I I 例如图3-2中,在节点A 上:I 1 + I 3 = I 2 + I 4 + I 5电流定律的第二种表述:在任何时刻,电路中任一节点上的各支路电流代数和恒等于零,即图3-2 电流定律的举例说明0=∑I一般可在流入节点的电流前面取“+”号,在流出节点的电流前面取“-”号,反之亦可。
例如图3-2中,在节点A 上:I 1 - I 2 + I 3 - I 4 - I 5 = 0。
在使用电流定律时,必须注意:(1) 对于含有n 个节点的电路,只能列出(n - 1)个独立的电流方程。
(2) 列节点电流方程时,只需考虑电流的参考方向,然后再带入电流的数值。
为分析电路的方便,通常需要在所研究的一段电路中事先选定(即假定)电流流动的方向,叫做电流的参考方向,通常用“→”号表示。
电流的实际方向可根据数值的正、负来判断,当I > 0时,表明电流的实际方向与所标定的参考方向一致;当I < 0时,则表明电流的实际方向与所标定的参考方向相反。
2.KCL 的应用举例(1) 对于电路中任意假设的封闭面来说,电流定律仍然成立。
如图3-3中,对于封闭面S 来说,有I 1 + I 2 = I 3。
(2) 对于网络 (电路)之间的电流关系,仍然可由电流定律判定。
如图3-4中,流入电路B 中的电流必等于从该电路中流出的电流。
(3) 若两个网络之间只有一根导线相连,那么这根导线中一定没有电流通过。
(4) 若一个网络只有一根导线与地相连,那么这根导线中一定没有电流通过。
解:在节点a 上: I 1 = I 2 + I 3,则I 2 = I 1- I 3 = 25 - 16 = 9 mA 在节点d 上: I 1 = I 4 + I 5,则I 5 = I 1 - I 4 = 25 - 12 = 13 mA 在节点b 上: I 2 = I 6 + I 5,则I 6 = I 2 - I 5 = 9 - 13 = -4 mA电流I 2与I 5均为正数,表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相同,I 6为负数,表明它的实际方向与图中所标定的参考方向相反。
图3-3 电流定律的应用举例(1)图3-4 电流定律的应用举例(2) 【例3-1】如图3-5所示电桥电路,已知I 1 = 25 mA ,I 3 = 16 mA ,I 4 = 12 A ,试求其余电阻中的电流I 2、I 5、I 6。
图3-6 电压定律的举例说明三、基夫尔霍电压定律(回路电压定律) 1. 电压定律(KVL)内容在任何时刻,沿着电路中的任一回路绕行方向,回路中各段电压的代数和恒等于零,即0=∑U 以图3-6电路说明基夫尔霍电压定律。
沿着回路abcdea 绕行方向,有U ac = U ab + U bc = R 1I 1 + E 1, U ce = U cd + U de = -R 2I 2 - E 2, U ea = R 3I 3则 U ac + U ce + U ea = 0即 R 1I 1 + E 1 - R 2I 2 - E 2 + R 3I 3 = 0 上式也可写成R 1I 1 - R 2I 2 + R 3I 3 = - E 1 + E 2对于电阻电路来说,任何时刻,在任一闭合回路中,各段电阻上的电压降代数和等于各电源电动势的代数和,即。
∑∑=E RI2.利用∑RI = ∑E 列回路电压方程的原则(1) 标出各支路电流的参考方向并选择回路绕行方向(既可沿着顺时针方向绕行,也可沿着反时针方向绕行);(2) 电阻元件的端电压为±RI ,当电流I 的参考方向与回路绕行方向一致时,选取“+”号;反之,选取“-”号;(3) 电源电动势为 ±E ,当电源电动势的标定方向与回路绕行方向一致时,选取“+”号,反之应选取“-”号。
支路电流法以各支路电流为未知量,应用基尔霍夫定律列出节点电流方程和回路电压方程,解出各支路电流,从而可确定各支路(或各元件)的电压及功率,这种解决电路问题的方法叫做支路电流法。
对于具有b条支路、n个节点的电路,可列出(n- 1)个独立的电流方程和b- (n - 1)个独立的电压方程。
【例3-2】如图3-7所示电路,已知E1 = 42 V,E2 = 21 V,R1 = 12 Ω,R2 = 3 Ω,R3 = 6 Ω,试求:各支路电流I1、I2、I3 。
解:该电路支路数b = 3、节点数n = 2,所以应列出1 个节点电流方程和2个回路电压方程,并按照∑RI = ∑E列回路电压方程的方法:(1) I1 = I2 + I3(任一节点)(2) R1I1 + R2I2 = E1 + E2(网孔1)(3) R3I3 -R2I2 = -E2(网孔2)代入已知数据,解得:I1 = 4 A,I2 = 5 A,I3 = -1 A。
电流I1与I2均为正数,表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相同,I3为负数,表明它们图3-7 例题3-2的实际方向与图中所标定的参考方向相反。
叠加定理一、叠加定理的内容当线性电路中有几个电源共同作用时,各支路的电流(或电压)等于各个电源分别单独作用时在该支路产生的电流(或电压)的代数和(叠加)。
在使用叠加定理分析计算电路应注意以下几点:(1) 叠加定理只能用于计算线性电路(即电路中的元件均为线性元件)的支路电流或电压(不能直接进行功率的叠加计算);(2) 电压源不作用时应视为短路,电流源不作用时应视为开路;(3) 叠加时要注意电流或电压的参考方向,正确选取各分量的正负号。
二、应用举例解:(1) 当电源E 1单独作用时,将E 2视为短路,设R 23 = R 2∥R 3 = 0.83 Ω则 A1A 5A683.217132231323223111=+==+===+='I R R R 'I 'I R R R 'I R R E 'I (2) 当电源E 2单独作用时,将E 1视为短路,设R 13 =R 1∥R 3 = 1.43 Ω则A2A 5A743.217231132313113222=+==+===+=''I R R R ''I ''I R R R ''I R R E ''I(3) 当电源E 1、E 2共同作用时(叠加),若各电流分量与原电路电流参考方向相同时,在电流分量前面选取“+”号,反之,则选取“-”号:I 1 = I 1′- I 1″ = 1 A , I 2 = - I 2′ + I 2″ = 1 A , I 3 = I 3′ + I 3″ = 3 A【例3-3】如图3-8(a)所示电路,已知E 1 = 17 V ,E 2 = 17 V ,R 1 = 2 Ω,R 2 = 1 Ω,R 3 = 5 Ω,试应用叠加定理求各支路电流I 1、I 2、I 3 。
图3-8 例题3-3戴维南定理一、二端网络的有关概念1. 二端网络:具有两个引出端与外电路相联的网络。
又叫做一端口网络。
2. 无源二端网络:内部不含有电源的二端网络。
3. 有源二端网络:内部含有电源的二端网络。
二、戴维宁定理任何一个线性有源二端电阻网络,对外电路来说,总可以用一个电压源E 0与一个电阻r 0相串联的模型来替代。
电压源的电动势E 0等于该二端网络的开路电压,电阻r 0等于该二端网络中所有电源不作用时(即令电压源短路、电流源开路)的等效电阻(叫做该二端网络的等效内阻)。
该定理又叫做等效电压源定理。
解:(1) 将R 所在支路开路去掉,如图3-11所示,求开路电压U ab :A 24.08.021211==+-=R R E E I , U ab = E 2 + R 2I 1 = 6.2 + 0.4 = 6.6 V = E 0(2) 将电压源短路去掉,如图3-12所示,求等效电阻R ab :R ab = R 1∥R 2 = 0.1 Ω = r 0(3)画出戴维宁等效电路,如图3-13所示,求电阻R 中的电流I :图3-9 二端网络 【例3-4】如图3-10所示电路,已知E 1 = 7 V ,E 2 = 6.2 V ,R 1 = R 2 = 0.2 Ω,R = 3.2 Ω,试应用戴维宁定理求电阻R 中的电流I 。
图3-11 求开路电压U ab 图3-10 例题3-4 图3-12 求等效电阻R ab 图3-13 求电阻R 中的电流IA 23.36.600==+=R r E I解:(1) 将R 5所在支路开路去掉,如图3-15所示,求开路电压U ab :A 1 A 143432121=+===+==R R EI I R R E I I ,U ab = R 2I 2 -R 4I 4 = 5 - 4 = 1 V = E 0(2) 将电压源短路去掉,如图3-16所示,求等效电阻R ab :R ab = (R 1∥R 2) + (R 3∥R 4) = 1.875 + 2 = 3.875 Ω = r 0(3) 根据戴维宁定理画出等效电路,如图3-17所示,求电阻R 5中的电流A 25.0415005==+=R r E I【例3-5】如图3-14所示的电路,已知E = 8 V ,R 1= 3 Ω,R 2 = 5 Ω,R 3 = R 4 = 4 Ω,R 5 = 0.125 Ω,试应用戴维宁定理求电阻R 5中的电流I 。
图3-14 例题3-5 图3-15 求开路电压U ab 图3-16 求等效电阻R ab图3-17 求电阻R 中的电流I两种电源模型的等效变换一、电压源通常所说的电压源一般是指理想电压源,其基本特性是其电动势(或两端电压)保持固定不变E或是一定的时间函数e(t),但电压源输出的电流却与外电路有关。