基尔霍夫斯电路法

Kirchhoffs电路法允许我们通过为电路周围的电压和电流定义一组基本网络定律和定理来解决复杂的电路问题。

我们在电阻器教程中看到了一个当两个或多个电阻串联，并联或两者结合在一起时，可以找到等效电阻（R T ），并且这些电路符合欧姆定律。

然而，有时在桥接或T网络等复杂电路中，我们不能单独使用欧姆定律来找到电路中循环的电压或电流。对于这些类型的计算，我们需要一些允许我们获得电路方程的规则，为此我们可以使用Kirchhoffs电路定律。

1845年，德国物理学家，Gustav Kirchhoff制定了一对或一套规则或法律，用于处理电路内电流和能量的守恒。这两个规则通常被称为：基尔霍夫电路定律，其中一个基尔霍夫定律涉及在闭合电路周围流动的电流，基尔霍夫电流定律，（KCL）法律涉及闭合电路中存在的电压源，基尔霍夫电压定律，（KVL）

基尔霍夫第一定律 - 现行定律，（KCL）

基尔霍夫电流定律或KCL，指出“进入结点或节点的总电流或电荷与离开节点的电荷完全相同，因为它没有其它地方可去离开，因为节点内没有任何费用“。换句话说，进入和离开节点的所有电流的代数和必须等于零，I （退出） + I （进入） = 0。基尔霍夫的这个想法通常被称为充电守恒。

基尔霍夫现行法

这里，三个电流进入节点， I 1 ，I 2 ，I 3 值均为正值，离开节点的两个电流 I 4 且I 5 值为负值。那么这意味着我们也可以将等式重写为：

I 1 + I 2 + I 3 -I 4 -I 5 = 0

电路中的术语节点一般是指两个或多个载流路径或元件（例如电缆和元件）的连接或连接。同样，为了使电流流入或流出节点，必须存在闭合电路路径。我们可以在分析并联电路时使用基尔霍夫电流定律。

基尔霍夫第二定律 - 电压定律，（KVL）

基尔霍夫电压定律或KVL，状态“在任何闭环网络中，环路周围的总电压等于同一环路内所有电压降的总和”，也等于零。换句话说，环路内所有电压的代数和必须等于零。基尔霍夫的这个想法被称为能量守恒。

基尔霍夫电压定律

从循环中的任何一点开始继续沿相同方向注意所有电压下降的方向，无论是正还是负，并返回到相同的起点点。重要的是顺时针或逆时针保持相同的方向，否则最终的电压总和不会等于零。在分析串联电路时，我们可以使用基尔霍夫电压定律。

当使用基尔霍夫电路定律分析直流电路或交流电路时，使用了许多定义和术语来描述部分电路。被分析的电路，例如：节点，路径，分支，循环和网格。这些术语经常用于电路分析，因此了解它们非常重要。

常见的直流电路理论术语：

•电路 - 电路是电流流过的闭环导电路径。

•路径 - 一行连接元件或源。

•节点 - 节点是电路中的连接点，连接或终端，两个或多个电路元件连接或连接在一起，在两个或多个分支之间提供连接点。节点由点表示。

•分支 - 分支是连接在两个节点之间的单个或一组组件，如电阻器或源。

•循环 - 循环是电路中的一个简单闭合路径，其中不会遇到多次电路元件或节点。

•网格 - 网格是一个没有封闭路径的开环。网格内没有任何组件。

请注意：

如果相同的当前值，则称组件在系列中连接在一起流过所有组件。

如果组件的电压相同，则称组件并联连接在一起。

典型的直流电路

Kirchhoffs电路定律示例No1

查找40Ω电阻中的电流， R 3

该电路有3个分支，2个节点（ A 和 B ）和2个独立循环。

使用基尔霍夫电流定律，KCL，方程式如下：

节点 A ： I 1 + I 2 = I 3

在节点 B ： I 3 = I 1 + I 2

使用基尔霍夫电压定律，KVL方程式如下：

循环1的给出如下： 10 = R 1 I 1 + R <子> 3 I <子> 3 = 10I <子> 1 + 40I <子> 3

循环2的给出如下： 20 = R 2 I 2 + R 3 I 3 = 20I 2 + 40I 3

循环3的给出如下： 10-20 = 10I 1 -20I 2

as I 3 是<的总和span> I 1 + I 2 我们可以将方程重写为;

Eq。否1： 10 = 10I 1 +40（I 1 + I 2 ）= 50I 1 + 40I <子> 2

等式No 2： 20 = 20I 2 +40（I 1 + I 2 ）= 40I 1 + 60I 2

我们现在有两个“联立方程式”可以减少给我们 I的值 1 和 I 2

I 1 的替代 I 2 为我们提供 I 1 的值为 -0.143 Amps

用 I 1 替换 I 2 给出我们 I 2 的值为 + 0.429Amps

As： I 3 = I 1 + I 2

流入电阻 R 3 的电流给出如下： -0.143 + 0.429 = 0.286Amps

电阻两端的电压 R 3 给出为： 0.286x40 = 11.44volts

I 1 的负号表示当前的方向最初选择的流量是wr ong，但从来没有那么有效。实际上，20v电池正在为10v电池充电。

Kirchhoffs电路法的应用

这两个法则可以实现电流和电压在要找到的电路中，即电路被称为“分析”，使用基尔霍夫电路定律的基本程序如下：

1。假设给出了所有电压和电阻。 （如果没有标记它们 V1，V2，... R1，R2，等）

2。用分支电流标记每个分支。 （ I1，I2，I3 等）

3。查找每个节点的Kirchhoff第一定律方程。

4.找到基尔霍夫电路中每个独立回路的第二定律方程。

5.根据需要使用线性联立方程来寻找未知电流。

除了使用基尔霍夫电路定律来计算在线性电路周围循环的各种电压和电流，我们还可以使用环路分析来计算每个电流和电流。独立循环，有助于减少使用基尔霍夫定律所需的数学量。在下一个关于直流电路的教程中，我们将研究网状电流分析。