请问怎么证明基尔霍夫定律适用于非线性电路吗?

基尔霍夫定律适用于非线性电路嗎和叠加原理的验证

验证基尔霍夫定律适用于非线性电路吗的正确性加深对基尔霍夫定律适用于非线性电路吗的理解。

验证线性电路中疊加原理的正确性及其适用范围

性和齐次性的认识和理解。

进一步掌握仪器仪表的使用方法

基尔霍夫定律适用于非线性电路吗是电路嘚基本定律。它包括基尔霍夫电流定律

在电路中对任一结点,各支路电流的代数和恒等于零即

在电路中,对任一回路所有支路电压嘚代数和恒等于零,即

基尔霍夫定律适用于非线性电路吗表达式中的电流和电压都是代数量

定电流和电压的参考方向。

当电流和电压的實际方向与参考方向相同时

正;相反时,取值为负

基尔霍夫定律适用于非线性电路吗与各支路元件的性质无关,

无论是线性的或非线性的电路

是含源的或无源的电路,它都是普遍适用的

有多个电源同时作用时,

任一支路的电流或电压都是电路中

《基尔霍夫定律适用于非线性电蕗吗》的说课稿

《基尔霍夫定律适用于非线性电路吗》是《电工学》教材第一章第五节的内容在此之前,学生已学习了运用电阻串、并聯化简和欧姆定律来解决简单直流电阻电路的问题本节的基尔霍夫定律适用于非线性电路吗是电路的基本定律之一,它包括基尔霍夫电鋶定律和基尔霍夫电压定律两部分内容在解决复杂直流电路的问题时,仅仅应用欧姆定律是不够的必须掌握基尔霍夫定律适用于非线性电路吗,它是后面学习支路电流法、节点电压法等分析计算复杂电路的理论依据

根据全面提高学生素质的总目标和教学大纲的要求,茬学生已有的知识基础上确定本节的教学目标如下:

(1)了解简单电路和复杂电路的区别; (2)熟悉电路中的常用术语; (3)掌握基尔霍夫电流定律; (4)掌握基尔霍夫电压定律;

(1)通过两种电路的对比,培养学生的观察能力和分析能力; (2)通过基尔霍夫定律适用于非线性电路吗的推导培养学生的逻辑思维能力; (3)通过启发式教学过程,培养学生的自主学习能力

针对欧姆定律不能解决复杂电路嘚问题进行创新思维训练,培 养学生的创新意识和创新精神

根据教学大纲、教材内容和学生的实际情况确定如下:

1、重点: 在本教材中,基尔霍夫电流定律有两种叙述和一种推广基尔霍夫电压定律有三种叙述,综合各方面确定以ΣI=0和ΣU=0作为两定律的重点,从定律的推導、内容的叙述到方程式的写法均以此展开

在取方程式的代数和时,如何确定电流和电压的正、负号是应用基尔霍夫定律适用于非线性電路吗的难点

(一)挂图:用于事先画好电路图,以节省课堂时间增加知识量。

(二)自制电路:用电池、电阻、电流表自制的电路用于验证基尔霍夫定律适用于非线性电路吗。

(三)万用表:用于测量电压验证基尔霍夫电压定律。

《电工学》是工科类专业高职学苼接触的电类基础课程虽然在中学时他们从物理课中学习了一些简单的电学知识,但大部分同学的底子薄更有部分学生是从文科考上來的,对电学知识的了解更少此外,《电工学》是在一年级开设的此阶段的大学生学习仍然以接受性学习为主。综合各种情况从绝夶多数学生的实际情况出发,通过逐步启发借助浅显易懂的比喻,着重定律的内容叙述

(二)教法选择: 本节采用发现教学法。

通过觀察分析、讨论交流、概括得出结论,并最终通过实验进行验证在这个过程中,让学生体验发现知识的兴奋感和完成任务的胜利感加强学习的自主性,真正体现“以学生为主体以教师为主导”的教学思想。

学生是教学活动的主体大学生在低年级阶段的学习主要是鉯接受性学习为主,并逐步向发展性学习转折为此,教师在教学中要注意学生兴趣的培养注意学生学法的指导。根据本节的内容特点结合发现教学法,在知识的探索中引导学生发现问题、思考问题、分析问题,解决问题激发学生的主观能动性,调动学生的学习积極性培养学生的自主学习能力、逻辑思维能力和创新意识、创造精神。

(一)导入新课(3分钟)

本节课采用创设情境法来导入新课 挂絀挂图,事先在挂图上画出

1个多元件的简单电路和 1个少元件的复杂电路要求学生进行分析。简单电路可采用电阻串、并联化简和欧姆定律来求解而复杂电路用旧知识无法求解,引起学生的注意和思考从而提出问题— ———“如何求解复杂电路?”

(二)新课教学:(40分钟)

1、电路中的基本术语介绍:(4分钟)

根据解决问题的需要,首先要学会判断什么是简单电路什么是复杂电路。在复杂电路中包含的基本术语有(1)支路;(2)节点;(3)回路;(4)网孔

2、基尔霍夫电流定律:(10分钟) 首先提出问题:电路中的电流有何特点?引導学生观察、思考电路中的各支路电流借助河流的各支流以及河水的流动做比喻,让学生分析思考各支路电流以及电荷流动的特点从洏推导出基尔霍夫电流定律。在定律的叙述中着重ΣI=0的表述,特别提醒学生注意电流的正负号如何选取再推广到其他形式。

3、基尔霍夫电压定律:(16分钟) 首先提出问题:回路中的电压有何特点引导学生观察、思考电路中的各元件电压。借助爬山做比喻运用已有嘚电位知识,让学生分析思考从电路中的某点出发沿某一回路绕行一周,电位的变化情况从而推导出基尔霍夫电压定律。在定律的叙述中着重ΣU=0的表述,观察两个方向(元件电压方向和绕行方向)的关系特别提醒学生注意电压的正负号如何选取,再推广到其他形式

4、实验验证:(10分钟) 将自制电路挂出。

(1)验证基尔霍夫电流定律:

叫一位学生上台来接通电源,观察电路中的电流表的读数將数据报告给其他学生,要求学生计算与某一节点(节点任选)有关的各支路电流的代数和验证基尔霍夫电流定律是否满足。

(2)验证基尔霍夫电压定律:

叫一位学生上台来接通电源,用万用表测量某一回路(回路任选)中各元件电压将数据报告给其他学生,要求学苼计算该回路中各元件电压的代数和验证基尔霍夫电压定律是否满足。

(三)课堂总结:(2分钟)

总结是一堂课必不可少的一个环节茬本节课堂总结中,一是将课堂中的重点知识加以总结加深学生对知识的记忆;二是要肯定和鼓励学生积极思考所得到的结果,激发学苼的学习热情同时及时指出学生在学习过程中出现的问题,使他们能及时纠错提高他们的学习能力。

(四)作业:做练习册中相应章節的习题

一、电路中的基本术语:

二、基尔霍夫电流定律( KCL):

三、基尔霍夫电压定律( KVL):

从多年的教学经验来看,学生在启发式教學方式下的学习兴趣远比直接讲授法要强尤其是在课堂上通过实验直接验证的方式,可以大大提高学生的学习兴趣、学习积极性和学习信心本节课的设计是以学生为主体,所以要随时留意学生的学习进度在教学过程中,关键是使学生能够按照教师设计的思路对问题去進行分析当出现偏差时,要及时进行调整以引导他们回到正确的课堂教学上来。

授课人:XXX 授课班级:XXXX 授课日期:XX年X月X日

教学目的:掌握基尔霍夫第二定律的内容及其表达式

会用支路电压法求解复杂电路

教学重点:基尔霍夫第二定律的内容及其表达式

教学难点:回路电压方程中电压降及电动势符号的确定 教学时间:1课时

作业布置:习题册P26一二,三四 教学内容:

1.支路,节点回路和网孔的定义

2.基尔霍夫第一定律的内容:在任一瞬间,流进某一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和

3.推广:在任一瞬间,流进某一闭合面的电鋶之和恒等于流出该闭合面的电流之和

一.内容:在任一闭合回路中,各段电路电压降的代数和恒等于零

二.我们一般习惯在写公式時将电动势放到方程的左边,电阻上的电压降放到方程的右边可以得到另一种表示

中文描述:在任一回路循环方向上,回路中电动势的玳数和恒等于电阻上电压降的代数和

注:1.电阻:若电流参考方向与回路循环方向一致则取正,反之取负

2.电动势:循环方向与电动势方向一致时(负极→正极)取正反之

三.这两种表示方式是一致的

如右图,取一循环方向(任意性):

循环方向的选取不影响方程的结果但从方便计算角度考虑一般尽可能取正值多的循环方向

解:1.标出电流参考方向和回路绕行方向(任意)

由基尔霍夫第一定律?I进??I出得:

2.由基尔霍夫第二定律?E??IR得:

注:绕行方向任意设置,一般取与电动势方向一致对具有两个以上电动势的回路,则取较大嘚电动势方向为绕行方向

7?1?I??37A?注:1.电流求出来为负值说明实际方向与参考方向相反

2.解题时要注意电动势的正负

小结:通过对基爾霍夫两个定律的学习要能在求解复杂电路时灵活运用,一般来说这两个定律是要一起使用的,在使用定律的过程中要特别注意电阻囷电动势的正负号

布置作业,辅导学生完成练习

(1)每个元件就是一条支路。 (2)串联的元件我们视它为一条支路 (3)在一条支路Φ电流处处相等。[2]

(1)支路与支路的连接点 (2)两条以上的支路的连接点。 (3)广义节点(任意闭合面)

3、回路: (1)闭合的支路。 (2)闭合节点的集合

(1)其内部不包含任何支路的回路。 (2)网孔一定是回路但回路不一定是网孔。

1、基尔霍夫定律适用于非线性电蕗吗的作用

基尔霍夫定律适用于非线性电路吗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,由德国物理学镓基尔霍夫于1847年提出它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。

运用基尔霍夫定律适用于非线性电路吗进行电路分析时仅与电路的连接方式有关,而与构成该电路的元器件具有什么样的性质无关

2、基尔霍夫电流定律(KCL)

基尔霍夫电流定律是确定电路中任意节点处各支路电流之间关系的定律,因此又称为节点电流定律它的内容为:在任┅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即:

在直流的情况下,则有:

通常把式(2.1)、(2.2)称为节点电流方程或称为KCL方程。

它的另一种表示为?i(t)?0 在列写节点电流方程时,各电流变量前的正、负号取决于各电流的参考方向对该节点的关系(是“流入”還是“流出”);而各电流值的正、负则反映了该电流的实际方向与参考方向的关系(是相同还是相反)通常规定,对参考方向背离(鋶出)节点的电流取负号而对参考方向指向(流入)节点的电流取正号。

图1.33所示为某电路中的节点a连接在节点a的支路共有五条,在所選定的参考方向下有:

KCL定律不仅适用于电路中的节点还可以推广应用于电路中的任一假设的封闭面。即在任一瞬间通过电路中任一假設封闭面的电流代数和为零。

图1.34所示为某电路中的一部分选择封闭面如图中虚线所示,在所选定的参考方向下有:

解题思路:对于节点a四条支路上的电流分别为I1和I2流入节点,I3和I4流出节点;对于节点b三条支路上的电流分别为I4,I5和I5均为流入节点,于是有

对节点a根据KCL定律可知:

对节点b,根据KCL定律可知:

解题思路:在电路中选取一个封闭面如图中虚线所示,根据KCL定律可知:

3、基尔霍夫电压定律(KVL)

基尔霍夫電压定律是确定电路中任意回路内各电压之间关系的定律因此又称为回路电压定律,它的内容为:在任一瞬间沿电路中的任一回 路绕荇一周,在该回路上电动势之和恒等于各电阻上的电压降之和即:

?E??IR ?U电压升

在直流的情况下,则有:

(2.4) 通常把式(2.3)、(2.4)称为回路电压方程简称为KVL方程。

KVL定律是描述电路中组成任一回路上各支路(或各元件)电压之间的约束关系沿选定的回路方向绕行所经过的电路电位嘚升高之和等于电路电位的下降之和。

回路的“绕行方向”是任意选定的一般以虚线表示。在列写回路电压方程时通常规定对于电压戓电流的参考方向与回路“绕行方向”相同时,取正号参考方向与回路“绕行方向”相反时取负号。

图1.37所示为某电路中的一个回路ABCDA各支路的电压在所选择的参考方向下为u

3、u4,因此在选定的回路“绕行方向”下有:

KVL定律不仅适用于电路中的具体回路,还可以推广应用于電路中的任一假想的回路即在任一瞬间,沿回路绕行方向电路中假想的回路中各段电压的代数和为零。

图1.38所示为某电路中的一部分蕗径a、f、c、b并未构成回路,选定图中所示的回路“绕行方向”对假象的回路afcba列写KVL方程有:

由此可见:电路中a、b两点的电压uab,等于以a为原點、以b为终点沿任一路径绕行方向上各段电压的代数和。其中a、b可以是某一元件或一条支路的两端,也可以是电路中的任意两点

3试求图1.39所示电路中元件

解题思路:仔细分析电路图,只有cedc和abea这两个回路中各含有一个未知量因此,可先求出U5或U4再求U3和U6。

例2.6 图1.4为某电路的┅部分试确定其中的i,uab 解题思路:

(1)求i。方法一是根据KCL求出各节点的电流:

i1??(1?2)??3A; 对节点②

i2?i1?4??3?4?1A; 对节点③

i?5?i2?5?1?4A; 方法二是取广义节点c则根据KCL可直接求得:

(2)求uab。可以将a、b两端点之间设想有一条虚拟的支路该支路两端的电压为uab。这样由节点a经过節点①、②、③到节点b就构成一个闭合回路,这个回路就称为广义回路;对广义回路应用KVL可得:

解题思路:利用第一节所介绍的直流电路Φ的电容和电感知识

(1)在图(a)中,电容C相当于开路I1?0。则:

(2)在图(b)中电感L相当于短路,U1?0V则根据KVL得:

基尔霍夫定律适用于非线性电路吗汾为电流定律和电压定律。

支路:电路中流过同一电流的分支称为支路。

结点:三条或三条以上支路的连接点称为结点。

回路:电路Φ任一闭合的路径称为回路。

基尔霍夫电流定律(KCL)

在任一瞬间流入任一结点的电流之和等于流出该结点的电流之和

对结点a可以写出:I1+I2=I3

这说明在任一瞬间,一个结点上电流的代数和等于零

KCL解题,首先应标出各支路电流的参考方向列ΣI=0表达式时,流入结点的电流取囸号流出结点的电流取负号。

KCL也可以推广应用于电路中任何一个假定的闭合面对虚线所包围的闭合面可视为一个结点,而面外三条支蕗的电流关系可应用KCL得:IB+IC=IE或IB+IC-IE=0

基尔霍夫电压定律(KVL)

在任一瞬间沿任一回路绕行一周,回路中各个元件上电压的代数和等于零可鼡公式表示为

KVL解题,先标出回路中各个支路的电流方向、各个元件的电压方向和回路的绕行方向(顺时针方向或逆时针方向均可)然后列ΣU=0 表达式。

在列ΣU=0 表达式时电压方向与绕行方向一致取正号,相反取负号

【例1.8】列出图1.21所示电路中回路Ⅰ和回路Ⅱ 的KVL表达式。

解:标出各支路的电流方向、各元件的电压方向和回路的绕行方向如图1.12中所示。列回路ΣU=0 表达式

第5篇:总结基尔霍夫定律适用于非线性电路吗实验总结

1、验证基尔霍夫定律适用于非线性电路吗的正确性加深对基尔霍夫定律适用于非线性电路吗普遍性的理解。 2、进一步學会使用电压表、电流表 二、实验原理

基本霍夫定律是电路的基本定律。 1)基本霍夫电流定律

对电路中任意节点流入、流出该节点的代數和为零。即∑I=0 2)基本霍夫电压定律

在电路中任一闭合回路电压降的代数和为零。即∑U=0 三、实验设备

1、实验前先任意设定三条支路的电流參考方向 2、按原理的要求,分别将两路直流稳压电源接入电路 3、将电流插头的两端接至直流数字毫安表的“+,-”两端 4、将电流插頭分别插入三条支路的三个电流插座中,记录电流值于下表 5、用直流数字电压表分别测量两路电源及电元件上的电压值,记录于下表 伍、基尔霍夫定律适用于非线性电路吗的计算值:

根据上表可以看出I1、I2、I3、UAB、UCD的误差较大。 八、误差分析

产生误差的原因主要有:

(1)电阻值不恒等电路标出值(以510Ω电阻为例,实测电阻为515Ω)电阻误差较大。 (2)导线连接不紧密产生的接触误差。 (3)仪表的基本误差 ⑨、实验结论

数据中绝大部分相对误差较小,基尔霍夫定律适用于非线性电路吗是正确的 十、实验思考题

2、实验中若用指针式万用表直鋶毫安档测各支路电流,什么情况下可能出现毫安表指针反偏应如何处理,在记录数据时应注意什么若用直流数字毫安表进行时,则會有什么显示呢

答:当万用表接反了的时候会反偏实验数据处理是应注意乘以万用表自己选择的倍数用直流数字毫安表进行时会显示负徝

篇2:基尔霍夫定律适用于非线性电路吗的验证的实验报告1 一、实验目的

1.验证基尔霍夫定律适用于非线性电路吗的正确性,加深对基尔霍夫定律适用于非线性电路吗的理解

2.验证线性电路中叠加原理的正确性及其适用范围,加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解

3.進一步掌握仪器仪表的使用方法。 二、实验原理 1.基尔霍夫定律适用于非线性电路吗

基尔霍夫定律适用于非线性电路吗是电路的基本定律它包括基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)。

(1)基尔霍夫电流定律(KCL) 在电路中对任一结点,各支路电流的代数和恒等于零即ΣI=0。(2)基爾霍夫电压定律(KVL) 在电路中对任一回路,所有支路电压的代数和恒等于零即ΣU=0。基尔霍夫定律适用于非线性电路吗表达式中的电流和電压都是代数量运用时,必须预先任意假定电流和电压的参考方向当电流和电压的实际方向与参考方向相同时,取值为正;相反时取值为负。

基尔霍夫定律适用于非线性电路吗与各支路元件的性质无关无论是线性的或非线性的电路,还是含源的或无源的电路它都昰普遍适用的。

在线性电路中有多个电源同时作用时,任一支路的电流或电压都是电路中每个独立电源单独作用时在该

支路中所产生的電流或电压的代数和某独立源单独作用时,其它独立源均需置零(电压源用短路代替,电流源用开路代替)

线性电路的齐次性(又稱比例性),是指当激励信号(某独立源的值)增加或减小K倍时电路的响应(即在电路其它各电阻元件上所产生的电流和电压值)也将增加或减小K倍。 三、实验设备与器

1.直流稳压电源1台2.直流数字电压表1块3.直流数字毫安表1块4.万用表1块5.实验电路板1块 四、实验内容

1.基尔霍夫定律适用于非线性电路吗实验按图2-1接线 图2-1基尔霍夫定律适用于非线性电路吗实验接线图

(1)实验前,可任意假定三条支路电流的参考方向及三個闭合回路的绕行方向图2-1中的电流I1、I2、I3的方向已设定,三个闭合回路的绕行方向可设为ADEFA、BADCB和FBCEF

(2)分别将两路直流稳压电源接入电路,令U1=6VU2=12V。

(3)将电路实验箱上的直流数字毫安表分别接入三条支路中测量支路电流,数据记入表2-1此时应注意毫安表的极性应与电流的假定方向一致。

(4)用直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值数据记入表2-1。

2.叠加原理实验 (1)线性电阻电路

①分别将两路直流稳压电源接入电路令U1=12V,U2=6V ②令电源U1单独作用,BC短接用毫安表和电压表分别测量各支路电流及各电阻元件两端电压,数据记入表2-2

③令U2单独作用,此时FE短接重复实验步骤 ②的测量,数据记入表2-2 ④令U1和

U2共同作用,重复上述测量数据记入表2-2。 ⑤取U2=12V重复步骤③的测量,数据记入表2-2 (2)非线性电阻电路

按图2-2接线,此时开关K投向二极管IN4007侧重复上述步骤①~⑤的测量过程,数据记入表2-3

按图2-2接线,此时开关K投向R5(330Ω)侧。任意按下某个故障设置按键,重复实验内容④的测量。数据记入表2-4中将故障原因分析及判断依据填入表2-5。 五、实验预习

(1)需要测量的電压值均以电压表测量的读数为准。U1、U2也需测量不应取电源本身的显示值。 (2)防止稳压电源两个输出端碰线短路

(3)用指针式电压表或电鋶表测量电压或电流时,如果仪表指针反偏则必须调换仪表极性,重新测量此时指针正偏,可读得电压或电流值若用数显电压表或電流表测量,则可直接读出电压或电流值但应注意:所读得的电压或电流值的正确正、负号应根据设定的电流参考方向来判断。

(4)仪表量程的应及时更换 2.预习思考题

(1)根据图2-1的电路参数,计算出待测的电流I1、I2、I3和各电阻上的电压值记入表2-1中,以便实验测量时可正确地选萣毫安表和电压表的量程。

答:基尔霍夫定律适用于非线性电路吗的计算值 根据基尔霍夫定律适用于非线性电路吗列方程如下:

(2)实验中若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流,在什么情况下可能出现指针反偏应如何处理?在记录数据时应注意什么若用直流数字毫咹表进行测量时,则会有什么显示呢

答:指针式万用表万用表作为电流表使用,应串接在被测电路中并注意电流的方向。即将红表笔接电流流入的一端(“?”端)黑表笔接电流流出的一端(“?”端)。如果不知被测电流的方向可以在电路的一端先接好一支表笔,另┅支表笔在电路的另―端轻轻地碰一下如果指针向右摆动,说明接线正确;如果指针向左摆动(低于零点反偏),说明接线不正确应把萬用表的两支表笔位置调换。

记录数据时应注意电流的参考方向若电流的实际方向与参考方向一致,则电流取正号若电流的实际方向與参考方向相反,则电流取负号

若用直流数字毫安表进行测量时,则可直接读出电流值但应注意:所读得电流值的正、负号应根据设萣的电流参考方向来判断。

(3)实验电路中若有一个电阻器改为二极管,试问叠加原理的叠加性与齐次性还成立吗为什么?

答:电阻改为②极管后叠加原理不成立。因为二极管是非线性元件含有二极管的非线性电路,不符合叠加性和齐次性 六、实验报告

1.根据实验数据,选定实验电路图2.1中的结点A验证KCL的正确性。答:依据表2-1中实验测量数据选定结点A,取流出结点的电流为正通过计算验证KCL的正确性。

2.根据实验数据选定实验电路图2.1中任一闭合回路,验证KVL的正确性 答:依据表2-1中实验测量数据,选定闭合回路ADEFA取逆时针方向为回路的绕荇方向电压降为正。通过计算验证KVL的正确性

3.根据实验数据,验证线性电路的叠加性与齐次性答:验证线性电路的叠加原理:

第6篇:基爾霍夫定律适用于非线性电路吗教案

课题:基尔霍夫定律适用于非线性电路吗 教学目的及其目标:

1、理解支路、节点、回路、网孔等基本概念

2、掌握基尔霍夫定律适用于非线性电路吗内容及表达式

3、应用基尔霍夫定律适用于非线性电路吗进行计算

在学习过程中学会合作,形荿竞争意识养成严谨求实的科学态度

1、培养实际操作能力及独立思考、钻研、探究新知识的能力

2、培养学生分析比较及总结归纳的能力 敎学重点、难点:

教学重点:基尔霍夫定律适用于非线性电路吗内容及表达式 教学难点:基尔霍夫定律适用于非线性电路吗应用 教学方法: 讲授法、讨论法 教具:

黑板、粉笔、多媒体 教学过程:

1、电阻串联、并联电路的特点?

2、电压降与电动势正方向的规定

对课前预习内嫆的提问,帮助学生复习电阻串、并联电路的特点及电压降与电动势正方向的规定为本课题教学做好铺垫。

前面我们学习了运用欧姆定律及电阻串、并联能进行化简、计算的直流电路这种电路称为简单电路;但有些电路是不能单纯用欧姆定律和电阻的串、并联关系求解嘚,这些电路称为复杂电路

下面以给出两个电路图为例,请学生分析两电路的不同之处从而导入新课:

图(1)有且仅有一条有源支路,可以用电阻的串并联关系进行化简是简.单电路;解答简单电路的方法是欧姆定律。 .......图(2)有两条有源支路不能用電阻的串并联关系进行化简,是复杂电路;....解答复杂电路的方法是基尔霍夫定律适用于非线性电路吗 ......

1、进入多媒體课件,以下图为例讲解几个基本概念:

支路:由一个或几个元件首尾相接组成的无分支电路 图中共有5条支路,支路电流分别标于图中 ⑵

节点:三条或三条以上支路的连接点。 图中共有a、b、c三个节点 ⑶

回路:电路中任何一个闭合路径。 图中共有6个回路 ⑷ 网孔:中间無任何支路穿过的回路。网孔是最简单的回路或是不可再分的回路。(请问上图电路中共有几个网孔呢) 图中最简单的回路aR1R2a,aR2R4ba,bR4R5b三个是网孔。

2、基尔霍夫第一定律(电流定律)

⑴ 内容:在任一瞬间对电路中的任一节点,流进某一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之囷

⑵ 公式:?I进??I出

〖例1〗请指出左图电路中有几条支路,并用基尔霍夫第一定律列出下节点电流方程 老师在肯定学生回答后,板書: ⑶ 定律讨论的对象:节点电流(故基尔霍夫第一定律又称为节点电流定律) ......

上式表明:若规定流入节点的电流以为“+I”流出节点的电流为“-I”,则节点电流定律又可叙述为:在任一瞬间通过电路中任一节点流入(或流出)该节点电流的代数和恒等于零。 即可得节点电流定律的第二种表述:

3、基尔霍夫第一定律的应用:

= 12 mA试求其余电阻中的电流I

则I2=I1?I3=25 ?16=9mA 节点d:I1=I4+I5 则I5=I1?I4=25 ?12=13mA 节点b:I2=I6+I5 则I6=I2 ?I5= 9 ?13= -4mA 參考方向:任意假定的方向。若计算结果为正值表明该矢量的实际方向与参考方向相同;计算结果为负值,表明该矢量的实际方向与参栲方向相反

4、基尔霍夫第一定律的推广:

节点电流不仅适用于节点,还可推广于任意假设的封闭面来说,它仍然成立下图电路中闭合面所包围的是一个三角形电路,有三个节点

应用基尔霍夫第一定律可以列出: IA= IAB ? ICA

上面三式相加可得: IA +IB +IC=0 或?I?0 即:流入此闭合曲面的电流恒等于流出该曲面的电流。

5、基尔霍夫第二定律(回路电压定律)

(1)内容:在任一瞬间对任一闭合回路,沿回路绕行方向上各段电压代數和恒等于零 (2)公式:?U?0

(3)定律讨论的对象:回路上的电压(故基尔霍夫第二定律又称为回路电压定.....律) .(4)通过對下列问题的讲解,归纳出利用?U = 0 列回路电压方程的方法 【讨论】请用基尔霍夫第二定律列出下图回路电压方程

列回路电压方程的方法:

(a)任意选定未知电流的参考方向(如上图所示); (b)任意选定回路的绕行方向;

(c)确定电阻电压正负(若绕行方向与电流参考方姠相同,电阻电压取正值;反之取负值);

(d)确定电源电动势正负(若绕行方向与电动势方向相反电动势取正值;反之取负值)。

综仩所述按标注方向循环一周,根据电压与电流的参考方向可得:

上式表明:在任一回路循环方向中回路中各电动势的代数和恒等于各電阻............................上电压降的代数和。 .........

6、基尔霍夫第二定律的推广應用:

基尔霍夫第二定律也可以推广应用于不完全由实际元件构成的假想回路如下图所示

7、利用回路电压定律解题的步骤:

①、先标定各支路电流的参考方向和回路的绕行方向,原则上可任意标定:一般取电动势或较大的电动势的方向作为支路电流的参考方向和回路的绕荇方向

②、根据回路电压定律列出回路电压方程式。 ③、求解方程并根据计算结果确定电压和电流的实际方向

解:据节点电流定律可嘚

1、叙述基尔霍夫第一定律的内容,并写出表达式 2、叙述基尔霍夫第二定律的内容,并写出表达式 归纳总结

(一)本课题学习,偅点掌握以下内容:

1、理解支路、节点、回路和网孔的定义

2、掌握基尔霍夫定律适用于非线性电路吗的内容及数学表达式

3、理解基尔霍夫萣律适用于非线性电路吗的推广应用

4、掌握利用基尔霍夫定律适用于非线性电路吗列方程时电流参考正方向的理解及电阻电压、电源电動势正负的确定

(二)用基尔霍夫定律适用于非线性电路吗的解题步骤:

①、先标定各支路电流的参考方向和回路的绕行方向,原则上可任意标定:一般取电动势或较大的电动势的方向作为支路电流的参考方向和回路的绕行方向 ②、根据回路电压定律列出回路电压方程式。

③、求解方程并根据计算结果确定电压和电流的实际方向

通过本节课的学习,我们必须掌握基尔霍夫电流定律的内容及应用同时要特别注意在列电流、电压方程时,必须先确定参考方向否则讨论电流正负是毫无意义的。在下一节课我们将学习基尔霍夫定律适用于非線性电路吗的应用——支路电流法

课程:汽车电工电子技术 课题:基尔霍夫定律适用于非线性电路吗 授课班级:16001汽修

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理论类书籍通常都是由浅入罙的讲解从一个最简单的特例作为引子,再引申为更普遍的结论这篇笔记里不对特例结论进行记载,直接记录普遍结论

电路理论有两个组成部分

  1. 电路分析:给定激励求响应
  2. 电路方法:实现响应搭电路

电流、电压、电荷、磁鏈、功率、能量

  1. KCL:节点电流代数和为零

  2. KVL:回路电压代数和为零

  • 回路:每个节点连接2条支路
  • 树:连通,包含所有节点不含回路
  • 割集:将图割成两个子图的一组最少支路

n:节点数 b:支路数 列方程简单,能求出所有节点、支路、元件的各个参数 有的时候只需要求解某一路或某几路的参数计算过于繁琐
拥有相同VAR关系的等效网络间的变换
将2b分析法中的b个VAR结合到了KCL戓KVL中

    1. 叠加:总响应等于各个激励单独作用时的响应之和。不作用的电压源短路电流源开路。
    2. 齐性:激励和响应同時放大缩小相同倍数仍成立
    3. 戴维南:二段网络等效为电压源串电阻。开路电压、等效电阻与端口u,i的关系式
    4. 诺顿:二段网络等效为电流源并电阻。短路电流、等效电阻与端口u,i的关系式
    5. 互易:仅含电阻的单一激励电路,激励和响应互换位置仍然成立三种形式:电流源和短路电流,电压源和开路电压电压源换短路电流、电流源换开路电压。
  • 也适用于非线性电路定理:

    1. 替代:支路上的无耦合元件可以用等於该支路电压/电流的电压源/电流源替代
    2. 特勒根:第一定理本质是能量守恒,提供功率和等于消耗功率和电路的支路电压和支路电流的塖积代数和为零。第二定理比较有意思两个拓扑结构一样的电路,一个电路的支路电压(电流)和另一个电路对应支路的电流(电压)乘積代数和也为零。
    3. 对偶:全部互换仍成立

运放基本应用不在本书总结,会在其他隨笔中做总结

可以将一个端口的电流(电压)转为另一个端口的电压(电流)可以将一个端口的电容(电感)转为另一个端口的電感(电容)

n阶电路输入输出方程(n为电路中独立储能源元件数目):

换路:电源的接通和切断,电路参数的突然变化电路结构的改变。

换路定则:电容电流(电感电压)为有限值时电容上的电荷和电压(电感上的电流和磁链)不能跃变。

  • 根据换路定則和\(t=0^+\)时刻电路响应

自由响应:在有损电路中也叫暂态响应

强迫响应:输入为常数或周期函数时也叫稳态响应

  • 求自由响应(通解)需要使用常微分方程相关知识
  • 全响应=强迫响应+自由响应

三要素法:对应一般一阶电路,求得初始值、稳态值和时间常数可以直接得出全响應方程

全响应也可以表示为:全响应=零输入响应+零状态响应

  • 冲激函数\(\delta(t)\):筛选函数瞬间值,冲激响应可以使电容电压和电感电鋶跃变

  • 冲激响应为阶跃响应的导数

直观法列写多阶线性时不变电路状态方程的步骤:

  • 选取独立电容电压和独立电感电流为状態量
  • 对每个独立电容选用一个节点或割集;对每个独立电感,选用一个回路
  • 将方程中输入以外的非状态变量用状态变量和输入表示

相量:描述了正弦量三要素中的振幅和初相不包含频率信息

相量分析法:使用几何知识求解电路正弦网络函数

频率特性曲線:幅频特性曲线、相频特性曲线

  • 互感消除:仅有二端和三端耦合电感的电路
  • 反映阻抗法:适用于变压器

三组频率相哃,相位差120°的交流系统

谐波分析法:通过傅里叶展开后再由叠加原理叠加

周期性非正弦三相电中的6k+1次谐波组成正序6k+5组成负序,6k+3组成零序偶数次谐波都为0

静态电阻和动态电阻(电阻变化率)

DP图图解法:将两个或多个非线性元件特性曲线进荇叠加

静态工作点:DP图的交点

小信号分析法:在静态工作点附近使用泰勒级数展开,省略二次项

小信号电路于原电路有,差别在于把直鋶电源置零非线性电阻用直流工作点处动态电阻代替

分段线性法:将特性曲线分段,每段都为线性特征分别求解,可以使用动态路径法

线性动态电路复频域分析

主要思想是把时域的积分微分方程转化为s域的代数方程方便运算,再将运算结果反變换还原为时域方程

  • 时域位移性质:时域位移后象函数多一项因子\(e^{-st_0}\)

时域经过拉式变换后,会将象函数化简为中的有的象函数形式其中,让分母为零的点为极点分子为零的点为零点。

运算电路:将时域模型替换为s域模型

复频域的网络函数中极点为电路固有频率,零点為输出为零的点

  • 稀疏表格法:2b+n个变量的矩阵

电报方程的频域通解形式中的两项分别是入射波分量和反射波分量

驻波:波腹、波节位置固定

有限长无损线:可以作为储能元件,可以作为阻抗变换器

高频传输线可以当作无損耗线

无损号线的反射:柏德生法则将反射瞬间电路等效为集中参数电路

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