【正文】 KCL規(guī)定了電路中任一節(jié)點(diǎn)處的規(guī)定了電路中任一節(jié)點(diǎn)處的電流必須服從的約束關(guān)系，而電流必須服從的約束關(guān)系，而KVL規(guī)定。兩定律僅與元件的連接方式有關(guān)，而與元件性質(zhì)無關(guān)，不論是否線性電路，只要是集中參數(shù)電路，兩定律無關(guān)，不論是否線性電路，只要是集中參數(shù)電路，兩定律總是成立的。實(shí)例實(shí)例延伸應(yīng)用延伸應(yīng)用? 電路中任意兩點(diǎn)的電壓電路中任意兩點(diǎn)的電壓 Upq等于沿從節(jié)點(diǎn)等于沿從節(jié)點(diǎn) p到節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn) q的任一的任一路徑上所有支路電壓的代數(shù)和，即路徑上所有支路電壓的代數(shù)和，即KCL規(guī)定了電路中任一節(jié)點(diǎn)處的電流必須服從的約束關(guān)系規(guī)定了電路中任一節(jié)點(diǎn)處的電流必須服從的約束關(guān)系，而，而 KVL規(guī)定了電路中任一回路內(nèi)的各電壓必須服從的約規(guī)定了電路中任一回路內(nèi)的各電壓必須服從的約束關(guān)系。注意：當(dāng)電壓的參考方向與繞行方向一致時(shí)，該電壓前取壓的參考方向與繞行方向一致時(shí)，該電壓前取 “+”號(hào)；當(dāng)號(hào)；當(dāng)電壓的參考方向與繞行方向相反時(shí)，該電壓取電壓的參考方向與繞行方向相反時(shí)，該電壓取 “”號(hào)。即上式稱為回路的電壓方程（或上式稱為回路的電壓方程（或 KVL方程）。解解 基爾霍夫電壓定律（基爾霍夫電壓定律（ KVL））? 基爾霍夫電壓定律（基爾霍夫電壓定律（ Kirchhoff’s Voltage Law， KVL）：在）：在任意時(shí)刻，沿設(shè)定方向繞行任一回路，則回路中各支路電任意時(shí)刻，沿設(shè)定方向繞行任一回路，則回路中各支路電壓的代數(shù)和恒為零。求支路電流。為零。的電流的代數(shù)和恒等于零。該節(jié)點(diǎn)的電流之和。 基爾霍夫電流定律（基爾霍夫電流定律（ KCL））? 基爾霍夫電流定律（基爾霍夫電流定律（ Kirchhoff39。圖 ，中， abda、 abca、 bcdb構(gòu)成網(wǎng)孔。? 網(wǎng)孔：內(nèi)部不含任何支路的回路稱網(wǎng)孔。圖 ，中，ab、 bc、 ca構(gòu)成回路。電路術(shù)語電路術(shù)語? 回路：由支路構(gòu)成的任一閉合路徑稱為回路。圖 中，中， a、 b、 c、 d都是節(jié)點(diǎn)。? 節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的連接點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。電路術(shù)語電路術(shù)語? 支路：由單個(gè)元件或若干個(gè)元件串聯(lián)，構(gòu)成電路的一個(gè)支路：由單個(gè)元件或若干個(gè)元件串聯(lián)，構(gòu)成電路的一個(gè)分支，同一分支上的電流相同，電路中每個(gè)分支都稱為分支，同一分支上的電流相同，電路中每個(gè)分支都稱為支路，圖支路，圖 ，中， ab、 ac、 ad 為三條支路。? 與電路結(jié)構(gòu)與電路結(jié)構(gòu) ———— 元件連接方式有關(guān)的約束元件連接方式有關(guān)的約束關(guān)系，稱為拓?fù)浼s束關(guān)系；關(guān)系，稱為拓?fù)浼s束關(guān)系；? 電路中的電壓和電流遵循基爾霍夫定律，電路中的電壓和電流遵循基爾霍夫定律，是分析和計(jì)算電路的基礎(chǔ)。元件約束關(guān)系與拓?fù)浼s束關(guān)系元件約束關(guān)系與拓?fù)浼s束關(guān)系? 線性電阻的特性可用其端電壓線性電阻的特性可用其端電壓 U和電流和電流 I的的伏安特性來描述，而與整個(gè)電路的結(jié)構(gòu)無伏安特性來描述，而與整個(gè)電路的結(jié)構(gòu)無關(guān)，此特性稱為元件的約束關(guān)系。任務(wù)安排任務(wù)安排任務(wù)任務(wù) 根據(jù)圖根據(jù)圖 ，測(cè)量電路中各元選擇元器件連接電路，測(cè)量電路中各元件的電流、電壓值計(jì)入表件的電流、電壓值計(jì)入表 ，畫出測(cè)量電路圖，并用中，畫出測(cè)量電路圖，并用基爾霍夫定律分析驗(yàn)證測(cè)量值是否正確。3）掌握基爾霍夫定律（）掌握基爾霍夫定律（ KCL、 KVL）技術(shù)分）技術(shù)分析電路的基本方法。2）鞏固掌握電路連接和電源、數(shù)字萬用表的）鞏固掌握電路連接和電源、數(shù)字萬用表的操作使用技能。任務(wù)任務(wù) 用基爾霍夫定律測(cè)量分析電路用基爾霍夫定律測(cè)量分析電路任務(wù)目標(biāo)：任務(wù)目標(biāo)：1）掌握理想電路分析中支路、節(jié)點(diǎn)、回路、）掌握理想電路分析中支路、節(jié)點(diǎn)、回路、網(wǎng)孔的定義。任務(wù)拓展任務(wù)拓展? 實(shí)訓(xùn)題實(shí)訓(xùn)題 根據(jù)根據(jù) “ TRP3002高精度直流穩(wěn)壓電源的高精度直流穩(wěn)壓電源的使用使用 ”要求，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分別測(cè)要求，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分別測(cè)量該電流源工作在量該電流源工作在 、 、 RS1和電壓源工作在和電壓源工作在5V、 15V、 25V的內(nèi)阻的內(nèi)阻 RS2，內(nèi)，內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備容包括實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析。任務(wù)拓展任務(wù)拓展? 實(shí)訓(xùn)題實(shí)訓(xùn)題 根據(jù)如下電路圖，根據(jù)如下電路圖，選擇元器件連接電路，按選擇元器件連接電路，按 kS閉閉合和斷開兩種情況，分析計(jì)算并合和斷開兩種情況，分析計(jì)算并測(cè)量電阻的電流和電壓并標(biāo)出關(guān)測(cè)量電阻的電流和電壓并標(biāo)出關(guān)聯(lián)參考方向，當(dāng)以聯(lián)參考方向，當(dāng)以 c作為參考點(diǎn)作為參考點(diǎn)時(shí)，分別測(cè)量和計(jì)算出時(shí)，分別測(cè)量和計(jì)算出 φa、 φb，畫出電流表和電壓表的連接圖，畫出電流表和電壓表的連接圖，標(biāo)明極性。例題例題 解解 （（ 1）圖）圖 ，因此流過電路中電流源為理想電流源，因此流過 10Ω電阻的電電阻的電流就是流就是 lA而與而與 2V電壓源無關(guān)，即電壓源無關(guān)，即 U1＝＝ RIS＝＝ 101＝＝ 10V（（ 2）電流源兩端的電壓為）電流源兩端的電壓為 10Ω電阻上的電壓、電壓源電壓之和，即電阻上的電壓、電壓源電壓之和，即 U2＝＝ U1+US＝＝ 10+2＝＝ 12 V因電流源上的電流與電壓為非關(guān)聯(lián)方向，故因電流源上的電流與電壓為非關(guān)聯(lián)方向，故 P2＝＝ U2IS＝＝ 121＝＝ 12 W （輸出）（輸出）（（ 3）電壓源的電流與電壓為關(guān)聯(lián)方向，故）電壓源的電流與電壓為關(guān)聯(lián)方向，故 P2＝＝ USIS＝＝ 21＝＝ 2 W （吸收）（吸收）任務(wù)拓展任務(wù)拓展 ? 實(shí)訓(xùn)題實(shí)訓(xùn)題 有有 1位客戶需購買位客戶需購買 1臺(tái)蒸汽電熨斗，比較中意臺(tái)蒸汽電熨斗，比較中意兩種型號(hào)，其電路圖如圖兩種型號(hào)，其電路圖如圖 （（ b）、圖）、圖 （（ c）所示）所示，請(qǐng)你為客戶提出，請(qǐng)你為客戶提出 1個(gè)選擇方案，并說明理由。表示外接電路負(fù)載。壓極性與電流方向相同為關(guān)聯(lián)方向時(shí)，電流源消耗功率。當(dāng)實(shí)際電與電壓無關(guān)；二是兩端電壓的極性和大小由外部電路確定。所示。理想電流源的電路符號(hào)與直流一定的時(shí)間函數(shù)，而與其端電壓無關(guān)。充電。所示。理想電壓源的電路符號(hào)及直或給定的時(shí)間函數(shù)。型化抽象成為理想電壓源和理想電流源。經(jīng)過模、汽車蓄電池、計(jì)算器光電池、攝像機(jī)充電電池、發(fā)電機(jī)等?？捎镁€性電阻作為模型進(jìn)行分析計(jì)算，不會(huì)引起明顯的誤差。是一個(gè)與電壓、電流均無關(guān)的常數(shù)，稱為元件的電阻。在電壓電流符合關(guān)聯(lián)方向時(shí)，歐姆定律表示為是服從歐姆定律。線。和電流值繪制的一條代表二者之間函數(shù)關(guān)系的曲線。）。（（ 2）若元件）若元件 2向輸出的功率向輸出的功率為為 5 W，元件，元件 3吸收的功吸收的功率為率為 1 W，求，求 U2和和 U3。（（ 1）求元件）求元件 1的功率的功率 P1，并，并說明是吸收功率還是輸出說明是吸收功率還是輸出功率。已知分。例如照明電燈為 230V 25W；；電視機(jī)為電視機(jī)為 180～～ 240V 100W。根據(jù)式（ 17）、式（）、式（ 18）可知電流、電壓、功率的內(nèi)在關(guān)系，因此只要給出電）可知電流、電壓、功率的內(nèi)在關(guān)系，因此只要給出電器的器的 2個(gè)額定參數(shù)即可。電壓過高容易損壞電器；電源功率不足會(huì)會(huì)使電壓下降，電器不能正常啟壞電器；電源功率不足會(huì)會(huì)使電壓下降，電器不能正常啟動(dòng)運(yùn)行；電流過大會(huì)燒毀電器。各種電器必須在額定的電流、電壓、功率范圍內(nèi)才能正常、穩(wěn)定、可靠地工作。h）＝）＝ 103W3600s＝＝ 106 J＝＝ MJ3. 運(yùn)用額定值運(yùn)用額定值? 各種電子元器件（如電阻、熱水器、電視機(jī)、空調(diào)機(jī)等）各種電子元器件（如電阻、熱水器、電視機(jī)、空調(diào)機(jī)等）都有一定的量值限額，稱為額定值，包括額定電壓、額定都有一定的量值限額，稱為額定值，包括額定電壓、額定電流、額定功率。）。h），），簡(jiǎn)稱度，簡(jiǎn)稱度， 1度＝度＝ 1千瓦千瓦 1小時(shí)＝小時(shí)＝ 1千瓦時(shí)（千瓦時(shí)（ kW實(shí)用的電能單位還有千瓦時(shí)（內(nèi)消耗的電能。）。表明該段電路輸出功率。同時(shí)必須注意：）。在計(jì)算時(shí)，電壓的單位為伏（）等。實(shí)用中還有千）。則表示。電能轉(zhuǎn)換的速率稱為電功率，簡(jiǎn)稱功率（或消耗了能量。所示并聯(lián)在所測(cè)支路上，其極性對(duì)應(yīng)標(biāo)注在圖上。所測(cè)支路上，其極性對(duì)應(yīng)標(biāo)注在圖上。若要測(cè)量該電壓，問電壓表如何連接？請(qǐng)標(biāo)明電壓表極性。如何連接？請(qǐng)標(biāo)明電流表、電壓表極性。例題例題 在圖在圖 （（ a）的電路圖中，已知）的電路圖中，已知 I1＝＝ A， I2＝＝ A， I3＝＝ A， φa＝＝ 10 V， φb＝＝ 6 V。當(dāng)確定的電流和電壓參考方向相反時(shí)，稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。（（ 4）為了分析方便，通常采用關(guān)聯(lián)參考方向，即確定：電流從電壓的）為了分析方便，通常采用關(guān)聯(lián)參考方向，即確定：電流從電壓的正極性端流入而從電壓的負(fù)極性端流出。當(dāng)參考方向設(shè)定相反時(shí)，計(jì)算出的電流、電壓數(shù)值的正負(fù)不同，但實(shí)際方向仍然相同。（（ 3）參考方向可以任意確定，不會(huì)影響計(jì)算結(jié)果。（（ 2）參考方向一經(jīng)確定，在分析電路的過程中不能變動(dòng)。3. 設(shè)定參考方向應(yīng)注意的問題設(shè)定參考方向應(yīng)注意的問題（（ 1）參考方向是人為規(guī)定的電流、電壓數(shù)值為正的方向，在分析電路）參考方向是人為規(guī)定的電流、電壓數(shù)值為正的方向，在分析電路時(shí)必須預(yù)先確定。有了參考方向，電壓也就成為一個(gè)代數(shù)量。當(dāng)參考方向改變后，所示。如圖電壓為負(fù)。表示。）。是電路中假定的電位降低的方向。電壓的參考方向，就給電路中的兩點(diǎn)電壓設(shè)出參考方向。的電位。因此，兩點(diǎn)的電壓就是這兩點(diǎn)的電位之差。外殼或接地點(diǎn)作為參考點(diǎn)，參考點(diǎn)的電位為零。電位參考點(diǎn)可以任意選取，通常選擇大地、設(shè)備的單位與電壓相同。其換算關(guān)系為： 1A＝＝ 103 mV＝＝106μV。在 SI中，電壓的單位為伏特（中，電壓的單位為伏特（ Volt），簡(jiǎn)稱伏（），簡(jiǎn)稱伏（ V），實(shí)用中還有千伏（），實(shí)用中還有千伏（ kV）、毫伏（）、毫伏（ mV）和微伏（）和微伏（ μV）等。電壓用用 uab表示，即表示，即? 式中，式中， dq為由為由 a點(diǎn)轉(zhuǎn)移到點(diǎn)轉(zhuǎn)移到 b點(diǎn)的電荷量，點(diǎn)的電荷量， dw為移動(dòng)電荷為移動(dòng)電荷dq電場(chǎng)力所做的功。2. 建立電壓概念，設(shè)定參考方向建立電壓概念，設(shè)定參考方向? 當(dāng)導(dǎo)體中存在電場(chǎng)時(shí)，單位正電荷由當(dāng)導(dǎo)體中存在電場(chǎng)時(shí)，單位正電荷由 a點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)移動(dòng)到 b點(diǎn)時(shí)電點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功就是場(chǎng)力所做的功就是 a、 b兩點(diǎn)的電壓（兩點(diǎn)的電壓（ Voltage）。如電流的參考方向除了用箭頭表示外，也可用雙下標(biāo)表示。樣就可以把電流看成一個(gè)代數(shù)量，其正、負(fù)可確定電流的實(shí)際方向。這）。其換算關(guān)系為： 1A＝＝ 103 mA＝＝ 106μA。在國際單位制（位制（ SI）中，電荷的單位是庫侖（）中，電荷的單位是庫侖（ Coulomb， C），），時(shí)間的單位是秒（時(shí)間的單位是秒（ second， s），電流的單位是安培，簡(jiǎn)），電流的單位是安培，簡(jiǎn)稱安（稱安（ Ampere， A），實(shí)用中還有毫安（），實(shí)用中還有毫安（ mA）和微安）和微安（（ μA）等。1. 建立電流概念，設(shè)定參考方向建立電流概念，設(shè)定參考方向? 如果電流如果電流 i的大小和方向不隨時(shí)間變化，即的大小和方向不隨時(shí)間變化，即 i為固定值，則為固定值，則稱此電流為直流電流，簡(jiǎn)稱直流（稱此電流為直流電流，簡(jiǎn)稱直流（ Direct Current，DC），符號(hào)用），符號(hào)用 I表示表示電流既代表一種物理現(xiàn)象，也代表一個(gè)物理量。單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量稱為電流強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱電流，符號(hào)用強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱電流，符號(hào)用 i表示，即表示，即式中的式中的 dq為時(shí)間為時(shí)間 dt內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量。圖圖 手電筒的電路圖手電筒的電路圖 設(shè)定參考方向，測(cè)量電流、電壓設(shè)定參考方向，測(cè)量電流、電壓1. 建立電流概念，設(shè)定參考方向建立電流概念，設(shè)定參考方向? 在電場(chǎng)中，帶電粒子（電子、離子）定向移動(dòng)形成電流，在電場(chǎng)中，帶電粒子（電子、離子）定向移動(dòng)形成電流，并規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍浯笮∮秒娏鲝?qiáng)并規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?，其大小用電流?qiáng)度來度量。? 今后我們研究的電路都是由理想元（器）件構(gòu)成的電路圖今后我們研究的電路都是由理想元（器）件構(gòu)成的電路圖———— 電路模型。? 將電路模型用規(guī)定的理想元件符號(hào)畫在平面上形成的圖形將電路模型用規(guī)定的理想元件符號(hào)畫在平面上形成的圖形稱作電路原理圖（簡(jiǎn)稱電路圖）。? 電路分析中用理想電路元件代替實(shí)際的各種元（器）件及電路分析中用理想電路元件代替實(shí)際的各種元（器）件及其組合，從而構(gòu)成了與實(shí)際電路相對(duì)應(yīng)的電路模型。? 根據(jù)端子數(shù)可分為二端、三端、四端元（器）件。2. 電路模型電路模型? 實(shí)際電路中各種元（器）件是通過導(dǎo)線相互連接起來的，實(shí)際電路中各種元（器）件是通過導(dǎo)線相互連接起來的，在電路模型中導(dǎo)線和理想元（器）件的端子引線是用在電路模型中導(dǎo)線和理想元（器）件的端子引線是用 “理理想導(dǎo)線想導(dǎo)線 ”（電阻為零的導(dǎo)線）連接起來的。另外，各種實(shí)際電路元（器）件可抽象為通用的負(fù)載）件可抽象為通用的負(fù)載 Z表示。 建立理想電路模型建立理想電路模型1. 理想電路元（器）件理想電路元（器）件? 組成實(shí)際電路的元（器）件種類非常繁多，性能也是千差萬別，組成實(shí)際電路的元（器）件種類非常繁多，性能也是千差萬別，? 為了分析電路方便，須在一定條件下對(duì)實(shí)際電路元（器）件進(jìn)行近似為了分析電路方便，須在一定條件下對(duì)實(shí)際電路元（器）件進(jìn)行近似化處理，用能夠表示實(shí)際電路元（器）件主要物理性能的模型來代替化處理，用能夠表示實(shí)際電路元（器）件主要物理性能的模型來代替實(shí)際電路元（器）件，即理想電路元件。 圖圖 電飯煲及其電路原理圖電飯煲及其電路原理圖任務(wù)安排任務(wù)安排