基尔霍夫定律的基尔霍夫第二定律(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。
基尔霍夫第一定律又称基尔霍夫电流定律,简记为KCL,是电流的连续性在集总参数电路上的体现,其物理背景是电荷守恒公理。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。基尔霍夫电流定律表明:
所有进入某节点的电流的总和等于所有离开这节点的电流的总和。
或者描述为:假设进入某节点的电流为正值,离开这节点的电流为负值,则所有涉及这节点的电流的代数和等于零。以方程表达,对于电路的任意节点满足:
其中, 是第k个进入或离开这节点的电流,是流过与这节点相连接的第k个支路的电流,可以是实数或复数。
扩展资料:
基尔霍夫电压定律KVL指的是:沿着一条闭合路径,电位上升和下降得代数和为零。
KVL的表达式为:
由KVL的定义,可以推出如下结论:
(1)因为E-U1-U2=0,所以E=U1+U2
也即:串联电路中,电源电压等于电路中电压降之和。
(2)其中,Us为电压升高值,Uj为电压降落值。
它表示,闭合回路中电压上升之和等于电压下降之和。
至于电压方向,我们选逆时针也行,顺时针也行,两者的结果是一致的。
那么由基尔霍夫电压定律KVL能推出:
第一个结论:串联电路的分压定律;
第二个结论:串联电路中的元件位置可以互换。
与KVL相关联的几个结论是:电阻的串并联公式,还有并联电路的功率分配等等。
我们再看基尔霍夫电流定律KCL:
流入一个节点(或者区域)的电流之和等于流出该节点(或者区域)的电流之和。
第二定律既然是关于电压,而电压又是energy transffered per unit charge,所以第二定律其实就是遵循能量守恒定律,conservation of energy。
在做电路分析题的时候,大家需要格外注意一点,那就是符号,也可以说是方向。一旦我们默认某个电流,或者电压是正,或者负,那么其他所有物理量的方向都要符合你的默认。
有两个直流电源,E1和E2,我如果说E1的emf是4V,那么在我分析电路事,E2就被默认为-2V,这样一来电路中的总emf加起来就是4+(-2)=2V。再看电流,既然是E1是正的,就说明我们默认电流从E1的正极流出,流入两个分支,再最后汇合,流经r1,流回电源负极,可千万不能因为E2的方向被迷惑了。
参考资料:百度百科——基尔霍夫定律
基尔霍夫第二定律又称基尔霍夫电压定律,简记为KVL,是电场为位场时电位的单值性在集总参数电路上的体现,其物理背景是能量守恒。基尔霍夫电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。
基尔霍夫电压定律表明: 沿着闭合回路所有元件两端的电势差(电压)的代数和等于零。 或者描述为: 沿着闭合回路的所有电动势的代数和等于所有电压降的代数和。 以方程表达,对于电路的任意闭合回路,
其中,m 是这闭合回路的元件数目, vk是元件两端的电压,可以是实数或复数。
基尔霍夫电压定律不仅应用于闭合回路,也可以把它推广应用于回路的部分电路。 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的升高之和等于电路电位的下降之和。
应用该方程时,应先在回路中选定一个绕行方向作为参考,则电动势与电流的正负号就可规定如下: 电动势的方向 (由负极指向正极)与绕行方向一致时取正号,反之取负号; 同样,电流的方向与绕行方向一致时取正号,反之取负号。例如,用此规定可将回路(如图2)的基尔霍夫电压方程写成:
-E1+E2=-I1R1+I2R2+I3R3-I4R4
每个闭合回路均可列出一个方程。如果某回路至少有一个支路未被其他方程用过,则称此回路为独立回路。对于存在M个独立回路的电路,可以列出M个独立的回路电压方程,它们组成的方程组称为基尔霍夫第二方程组。