3.基尔霍夫定律及其应用.docVIP

教学环节 课前环节 授课环节 教学环节 教学环节 教学环节 教学环节 教学环节 课后环节 授 课 内 容 一、课前准备 1.清点人数，填写教室日志和教师日志. 2.复习旧课内容.引入新课内容 元件约束关系是电路分析方法的一个重点。如果将这些电路的基本元件按一定的连接起来，就组成一个完整的电路。基尔霍夫定律就是电路所要遵守的基本约束关系，也成为结构约束关系。 正式授课 第三节 基尔霍夫定律及其应用 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） 图（2） 结论： 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，不能用电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。 ⑴ 支路：由一个或几个元件首尾相接组成的无分支电路。 (问：请同学们仔细观察，流过同一支路的电流有何特点？) 师：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。 师：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。 师：图中共有6个回路。 ⑷ 网孔：中间无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？） 〖动动脑筋〗请问下列电路有几条支路、几个节点、几个回路、几个网孔？ 6条支路 4个节点 7个回路 3个网孔 （一）基尔霍夫电流定律 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和。 ⑵ 公式： 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） 〖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，将式子移项，并板书为：I1 +I3 (I2 (I4 (I5 =0 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： 即： 基尔霍夫第一定律的应用： 1. 如图所示电路，已知I1 = 1A，I2 = 2A，I3 = 5A，I4= 3A试求I5。 解：根据图中各电流方向，列出节点电流方程为： Ｉ1+Ｉ3＝Ｉ2+Ｉ4+Ｉ5 则：Ｉ5＝Ｉ1+Ｉ3(Ｉ4(Ｉ2 ＝1+5+3(2=7A 结果得出I的值是的，表示I的实际方向与标定的参考方向相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。 电流定律的推广应用 应用基尔霍夫第一定律可以列出： IA= IAB ( ICA IB= IBC( IAB IC= ICA ( IBC 上面三式相加可得： IA +IB +IC=0 或 即：流入此闭合曲面的电流恒等于流出该曲面的电流。 基尔霍夫第二定律 ⑴ 内容：在任一时刻，沿电路中的任何一个回路绕行一周，所有支路的电压代数和恒等于零。 ⑵ 公式：ΣU=0 ⑶ 定律讨论的对象：回路电压（故基尔霍夫第二定律又称为回路电压定律） 例题1-5 支路电流法 以各支路电流为未知量，应用基尔霍夫定律列出节点电流方程和回路电压方程，解出各支路电流，从而可确定各支路(或各元件)的电压及功率，这种解决电路问题的方法叫做支路电流法。对于具有b条支路、n个节点的电路，可列出(n ( 1)个独立的电流方程和b ( (n ( 1)个独立的电压方程。 　 如图所示电路，已知E1 = 42 V，E2 = 21 V，R1 = 12 (，R2 = 3 (，R3 = 6 (，试求：各支路电流I1、I2、I3 。 解：该电路支路数b = 3、节点数n = 2，所以应列出1 个节点电流方程和2个回路电压方程，列回路电压方程的方法： (1) I1 = I2 + I3　　　　 (任一节点) (2) R1I1 + R2I2 = E1 + E2　 (网孔1) (3) R3I3 (R2I2 = (E2　 　(网孔2) 代入已知数据，解得：I1 = 4 A，I2 = 5 A，I3 = (1 A。 电流I1与I2均为正数，表明它们的实际方向与 图中所标定的参考方向相同，I3为负数，表明它们 的实际方向与图中所标定的参考方向相反。 四、课堂小结 1.基本的电路名词 2.基尔霍夫第一定律 3.基尔霍夫第二定