基尔霍夫电流定律
方向阳
一.教学目标:
1.掌握基尔霍夫电流定律内容的两种形式。
2.理解参考方向与实际方向。
3.能运用基尔霍夫电流定律分析电路,计算电流。
二.教学重、难点:
重点:运用基尔霍夫电流定律分析电路
难点:基尔霍夫电流定律的扩展应用
三.教学方法:讲授法
四.教学安排:1课时
五.教学过程:
复习导入
复习复杂电路的几个参数:支路、节点、回路、网孔等的概念。
举例: 结合下图,请说出支路、节点、回路、网孔的数目?
支路:3
节点:2
回路:3
网孔:2
思考:对节点C而言:这三个电流(I1、I2、I3))之间有什么关系呢?
一. 新课讲授
基尔霍夫电流定律
基尔霍夫电流定律也叫节点电流定律,基尔霍夫第一定律,克希荷夫电流定律,简称KCL。
1. 基尔霍夫电流定律的内容
基尔霍夫电流定律的内容有两种形式:
第一种形式:电路中任意一个节点上,在任一时刻,流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。
即:ΣI入=ΣI出
第二种形式:如果规定流入节点的电流为正,流出节点的电流为负,则在任一电路的任一节点上,电流的代数和永远等于零。
即:ΣI=0
2. 应用KCL时电流的实际方向与参考方向
电流的方向,规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向(即实际方向)
但对于未知电流,可以任意选定正方向(即参考方向),再代入电路中计算,
(a) 若计算结果为正,则说明所选定的参考方向与实际方向一致;
(b)
若计算结果为负,则说明所选定的参考方向与实际方向相反,故参考方向的反方向即为实际方向.
例1:在下图所示的电路中,求电流I1和I2。
解:根据KCL,
对A节点,有I1=3A+5A+10A
则I1=18A
对B节点,有5A+I2=2A+10A
则I2=7A
3. 基尔霍夫电流定律的扩展应用
基尔霍夫电流定律不仅适用于节点,还可以扩展应用于任意假定的封闭面(或电路的某一部分)。
如下图3,可用一个假想的封闭面将该部分电路包围,对于这样的任何封闭
表
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面,同样必须遵守电流连续性原理。
我们可以将这个封闭面看成是一个大节点(即广义的节点),由KCL,有I1+I2+I3=0(ΣI=0)
例2:如图4,已知:I2=0.6mA, I3=0.4mA ,R7=10KΩ,求R7两端的电压U7.
解:假设流过R7的电流为I7,则U7=I7R7
可将R2、R3、R4、R5、R6看成是一个封闭面,
对该封闭面,应用KCL,有I1+I7=0
而对A节点,应用KCL,
有I1=I2+I3=0.6mA+0.4mA=1.0mA
则I7=-I1=-1mA U7=I7R7=(-1mA)*10KΩ=-10V
注:负号说明I7、U7的方向均与图中假设的方向相反。
二.
练习
1.如图5所示,下列各式中正确的是( )
A. I1-I2-I3+I4+I5-I6=0
B. I1+I2-I3-I4+I5+I6=0
C. -I1-I2-I3+I4+I5-I6=0
D. I1+I2+I3-I4-I5+I6=0
2.网络N1、N2如图6所示,已知I1=5A,I2=6A,则I3=( )
A.-11A
B.11A
C.1A
D.-1A
3.在下图7所示的电路中,I1与I2的关系式( )
A.I1>I2
B.I1
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