上海交通大学：《电路基础》课程教学资源（PPT课件）第一章 基本概念和基本规律 §1.3.1 基尔霍夫定律 §1.3.2 基尔霍夫定律 §1.3.3 从网络到图 §1.3.4 KCL、KVL的矩阵形式 §1.3.5 特勒根定理

上游充通大粤 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 电路基础 第一章基本概念和基本规律 上海交通大学本科学位课程

电路基础 上海交通大学本科学位课程 第一章 基本概念和基本规律

上游充通大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY §1.3.1基尔霍夫定律 基本要求： 牢固掌握基尔霍夫定律 能正确熟练地应用KCL和KVL列写电路方 程 2

2 §1.3.1 基尔霍夫定律 牢固掌握基尔霍夫定律 基本要求： 能正确熟练地应用KCL和KVL列写电路方 程

上游充通大兽 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY S1.3.1基尔霍夫定律 基尔霍夫定律概括了电路中电流和电压分别遵循的基本规律， 是用以分析和计算电路的基本依据。 KCL适用于电路中的任一“节点”， KVL适用于电路中的任一“回路”。 1、有关术语 (1)支路：二端元件 (2)节点：元件的端点 (3)回路：电路中任一闭合路经 (4)网孔：内部不含组成回路以外支路的回路 (5)网络：含元件较多的电路 3

3 §1.3.1 基尔霍夫定律 1、有关术语 基尔霍夫定律概括了电路中电流和电压分别遵循的基本规律， 是用以分析和计算电路的基本依据。 KCL适用于电路中的任一“节点” ， KVL适用于电路中的任一“回路” 。 （1）支路：二端元件 （2）节点：元件的端点 （3）回路：电路中任一闭合路经 （4）网孔：内部不含组成回路以外支路的回路 （5）网络：含元件较多的电路

上游文通大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY §1.3.1基尔霍夫定律 网孔的概念仅适用于平面电路。平面电路是 指支路间没有交叉点的电路。右图为非平面电路。 ④ 4

4 网孔的概念仅适用于平面电路。平面电路是 指支路间没有交叉点的电路。右图为非平面电路。 §1.3.1 基尔霍夫定律

上游充通大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY S1.3.1基尔霍夫定律 2、基尔霍夫电流定律 (基尔霍夫第一定律)KCL 对于任一集中参数电路中的任一节点， 在任一瞬间，流出（或流入)该节点的 所有支路电流的代数和等于零。 ∑1：0)=0 k= KCL反映了电路中会合到任一节点的各电流 间相互约束关系。 5

5 2、基尔霍夫电流定律 对于任一集中参数电路中的任一节点， 在任一瞬间，流出（或流入）该节点的 所有支路电流的代数和等于零。 1 ( ) 0 n k k i t   KCL反映了电路中会合到任一节点的各电流 间相互约束关系。 §1.3.1 基尔霍夫定律 （基尔霍夫第一定律） KCL

上游充通大兽 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY §1.3.1基尔霍夫定律 对右图所示电路应用KCL,取流 出节点的支路电流为正，流入 节点的支路电流为负，则有 请同学们现在列写 根据KCL写出的电路方程称为KCL方程 KCL的实质是电流连续性原理在集中参数电路中的表现。 所谓电流连续性：在任何一个无限小的时间间隔里， 流入节点和流出节点的电流必然是相等的，或在节点 上不可能有电荷的积累，即每个节点上电荷守恒。 6

6 对右图所示电路应用KCL, 取流 出节点的支路电流为正，流入 节点的支路电流为负，则有 KCL的实质是电流连续性原理在集中参数电路中的表现。 所谓电流连续性：在任何一个无限小的时间间隔里， 流入节点和流出节点的电流必然是相等的，或在节点 上不可能有电荷的积累，即每个节点上电荷守恒。 §1.3.1 基尔霍夫定律 请同学们现在列写 根据KCL写出的电路方程称为KCL方程

上游充通大兽 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY §1.3.1基尔霍夫定律 KCL的重要性和普遍性还体现在该定律与电路中元 件的性质无关，即不管电路中的元件是R、L、C、 M、受控源、电源，也不管这些元件是线性、时变、 非时变、… KCL的也适用于广义节点，即适 合于一个闭合面。右图所示电路， 根据KCL设流入节点的电流为负， 则 -i1-i2-i3=0 应用KCL时必须注意和电流的两套符号打交道。 7

7 KCL的重要性和普遍性还体现在该定律与电路中元 件的性质无关，即不管电路中的元件是R、L、C、 M、受控源、电源，也不管这些元件是线性、时变、 非时变、… KCL的也适用于广义节点，即适 合于一个闭合面。右图所示电路， 根据KCL设流入节点的电流为负， 则 -i1 -i2 -i3=0 应用KCL时必须注意和电流的两套符号打交道。 §1.3.1 基尔霍夫定律

上游充通大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY §1.3.2基尔霍夫定律 3、基尔霍夫电压定律 (基尔霍夫第二定律)KVL 对于任一集中参数电路中的任一回路， 在任一瞬间，沿该回路的所有支路电压 的代数和等于零。 ∑4(0)=0 k= KVL反映了回路中各支路电压间的相互约束关系。 应用KVL时，应指定回路的绕行方向（可任意选取，可取顺时针 方向，也可取逆时针方向)。当支路电压的参考方向与回路绕行 方向一致时，该支路电压取正号，反之取负号。 8

8 3、基尔霍夫电压定律 对于任一集中参数电路中的任一回路， 在任一瞬间，沿该回路的所有支路电压 的代数和等于零。 1 ( ) 0 n k k u t   KVL反映了回路中各支路电压间的相互约束关系。 §1.3.2 基尔霍夫定律 （基尔霍夫第二定律）KVL 应用KVL时，应指定回路的绕行方向(可任意选取，可取顺时针 方向，也可取逆时针方向)。当支路电压的参考方向与回路绕行 方向一致时，该支路电压取正号，反之取负号

上游充通大兽 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY §1.3.2基尔霍夫定律 对右图所示电路应用KVL,取支 路电压方向与回路方向一致时为 正，否则为负，则有： 请同学们现在列写 根据KVL写出的电路方程称为KVL方程 KVL实质上是能量守恒定律在集中参数电路中的反 映。单位正电荷在电场作用下，由任一点出发，沿 任意路经绕行一周又回到原出发点，它获得的能量 (即电位升)必然等于在同一过程中所失去的能量 (即电位降)。 9

9 对右图所示电路应用KVL, 取支 路电压方向与回路方向一致时为 正，否则为负，则有： KVL实质上是能量守恒定律在集中参数电路中的反 映。单位正电荷在电场作用下，由任一点出发，沿 任意路经绕行一周又回到原出发点，它获得的能量 （即电位升）必然等于在同一过程中所失去的能量 （即电位降）。 §1.3.2 基尔霍夫定律 请同学们现在列写 根据KVL写出的电路方程称为KVL方程

上游充通大兽 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY §1.3. 2基尔霍夫定律 KVL的重要性和普遍性也体现在该定律与回路中 元件的性质无关。 KCL、KVL只对电路中各元件相互连接时，提 出了结构约束条件。因此，对电路只要画出线图 即可得方程。 E 例：右图所示电路中E。=12V,R。=5k2, R.=1k2,I。=1mA,I=0.02mA, 求：Uce及c点、e点的电位U、Ue。 请同学们现在求解 10

10 KVL的重要性和普遍性也体现在该定律与回路中 元件的性质无关。 KCL 、KVL只对电路中各元件相互连接时，提 出了结构约束条件。因此，对电路只要画出线图 即可得方程。 例：右图所示电路中Ec=12V，Rc=5kΩ， Re=1 kΩ，Ic=1mA，Ib=0.02mA， 求：Uce及c点、e点的电位Uc、Ue。 请同学们现在求解 §1.3.2 基尔霍夫定律