基尔霍夫电流定律

在我最初的一门电路课程中,教授最喜欢的建议是“保持冷静,记住KCL、KVL和欧姆定律。”有了这三个概念,几乎任何电路都可以分析和理解。诚然,当你加入电感和电容等概念时,事情会变得有点复杂,但KCL、KVL和欧姆定律构成了所有电路分析的基础。布兰登在他的博客中提到了欧姆定律如何为你的设计选择一个电阻所以我将只讨论KCL和KVL。

我们从一个简单的问题开始——它们是什么?KCL代表基尔霍夫电流定律,KVL代表基尔霍夫电压定律。这两个概念用来确定电路中相关区域的电流和电压水平。1845年,德国物理学家古斯塔夫·基尔霍夫(Gustav Kirchhoff)首次提出了这种理论。我们先来谈谈KCL。

具体来说,KCL表示流动电流的总和一个给定的节点等于流动电流的总和的节点。看看下面的图片。

氯化钾
有4个电流进出的节点。从图片维基百科

在这幅图中,你可以看到有四种相关的电流:123.4.反复的KCL,流动电流的总和一个给定的节点等于流动电流的总和的节点。在上图中,23.流入节点时14都流出节点。这就得到了这个方程2+3.1+4.这个概念可用于分析电路时求解未知电流。

现在说说KVL。KVL表示闭环周围电压之和等于零。也就是说,在电路的闭环周围,你所遇到的任何“正”电压之和等于你所遇到的任何“负”电压之和。下图应有助于澄清这一声明。

在任一瞬间
一个展示KVL的例子。

在上图中,注意每个电压的正负符号和环路箭头的方向。沿着电路的回路,你会遇到正电压v1v2,v3.负电压v4.这就得到了这个方程v1+v2+v3.- - - - - -v4= 0,或v1+v2+v3.v4.这是合理的,因为我们期望整个电路周围的电压等于电源的电压v4.这个概念有助于在电路中找到未知的电压。

现在应该清楚KCL和KVL是电路分析中的重要工具。有关这些概念如何应用于现实世界的具体例子,请访问Digilent Learn网站氯化钾在任一瞬间项目。

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