KVL定义

电路分析基于基尔霍夫电路定律。这些规则，以及每个元件（电阻、电容和电感）的方程，为我们分析电路提供了基础。在本文中，我们将介绍基尔霍夫电流定律和电压定律及其在电路分析中的应用。

基尔霍夫电路规则提供了一个框架，用于创建一组基本的网络规则和定理，用于电路中的电压和电流，使我们能够解决具有挑战性的电路问题。在本文中，我们将详细介绍 KVL（基尔霍夫电压定律）。

古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫

在开始正文之前，让我们先对古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫的背景进行一下了解。1824年3月12日，一位名叫古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫的德国科学家出生在普鲁士的柯尼斯堡。电流传导是他最初的研究领域。1845年，基尔霍夫在他的研究成果基础上，制定了闭合电路定律。

基尔霍夫的电压和电流定律是这些定律的现行名称，最终以他的名字命名。理解这些定律的原理对于理解电子电路的工作原理至关重要，它们适用于所有电电路。虽然基尔霍夫因这些定律而在电气工程领域永垂不朽，但他还做出了其他重要发现。

他首次独立证实了电脉冲以光速传播。基尔霍夫还扩展了黑体辐射的研究，并对光谱研究做出了重大贡献。

什么是基尔霍夫定律？

1845年，德国物理学家古斯塔夫·基尔霍夫制定了控制电电路中电流和能量守恒的原理。在大多数情况下，这两个定律都被称为基尔霍夫电压定律和电流定律。这些规则使得确定复杂网络的电阻，或交流网络中的阻抗，以及通过各种网络流的电流更加容易。

基尔霍夫第一定律——电流定律（KCL）

基尔霍夫电流定律也称为基尔霍夫第一定律和基尔霍夫节点规则。节点规则规定，电路中的总电流，包括节点内外，是相等的。

基尔霍夫第二定律——电压定律（KVL）

基尔霍夫电压定律也称为基尔霍夫第二定律和基尔霍夫回路规则。根据“回路规则”，一个闭合回路周围的电压之和为零。

根据基尔霍夫电压定律（KVL），“在任何闭合回路网络中，回路周围的总电压等于同一回路内所有电压降的总和”，这也等于零。换句话说，回路内所有电压的代数和必须为零。基尔霍夫的理论被称为能量守恒。

为什么需要基尔霍夫定律？

基尔霍夫电路定律与节点规则和他的闭合回路规则相结合，可以用于计算和确定任何闭合电路周围的电流和电压，前提是我们了解其中电气元件的值。我们知道，当两个或多个电阻串联、并联或混合连接时，可以找到一个等效电阻或 R_T，这些电路遵循欧姆定律。

然而，在某些情况下，我们无法仅凭欧姆定律来确定电路中的电压或电流，例如在桥式或 T 型网络中。基尔霍夫电路定律可以提供指导原则，使我们能够获得这些类型计算的电路方程。

基尔霍夫电压定律（KVL）

从回路中的任何一点开始，沿同一方向前进，同时记下每个电压降（正或负）发生的 PING，然后返回到起点。为了使最终的电压总和等于零，方向必须保持不变，无论是顺时针还是逆时针。在研究串联电路时，我们可以应用基尔霍夫电压定律。

基尔霍夫电路定律用于分析直流和交流电路，并且使用许多术语来描述正在分析的电路元件，包括节点、路径、支路、回路和网孔。理解这些概念至关重要，因为它们在电路分析中经常使用。

常见的直流电路理论术语

电路 - 电流流过的闭合导电路径称为电路。

路径 - 路径是两个源或元件之间的一个连接。

节点 - 节点是电路中的一个连接点、连接器或端子，当两个或多个电路元件连接或组合在一起时，为两个或多个支路提供连接点。用点表示一个节点。

支路 - 支路是连接两个节点的元件或元件集合，例如电阻或电源。

回路 - 回路是电路中一个简单的闭合路径，其中任何电路元件或节点都不会出现两次。

网孔 - 网孔是闭合的串联路径，它仅是一条路径，不包含任何其他路径。网孔不包含回路。

两个重要注意事项

(I) 如果相同的电流流过所有元件，则认为它们串联。

(II) 如果相同的电压施加在多个元件上，则认为它们并联。

基尔霍夫电路定律的应用

基尔霍夫电路定律用于以下方式找到电路中的电流和电压，这被称为“分析”电路。

1. 假设所有电阻和电压都已知。如果不是，请在它们上面写上 V1、V2、R1、R2 等。
2. 为每个支路或网孔分配一个电流（顺时针或逆时针）。
3. >3. 为每个支路添加一个支路电流。（ I1、I2、I3 等）
4. 为每个节点的基尔霍夫第一定律写出方程。
5. 为电路的每个独立回路确定基尔霍夫第二定律方程。
6. 使用线性联立方程按需找到难以确定的电流。

除了使用基尔霍夫电路定律来计算线性电路中循环的各种电压和电流外，我们还可以利用回路分析来确定每个独立回路中的电流，通过仅使用基尔霍夫规则来减少所需的数学计算量。

常见问题解答 (FAQs)

问。）陈述基尔霍夫电流定律

答。）基尔霍夫电流定律规定，进入节点或节点的总电流等于电荷离开节点，因为没有电荷损失。

问。）基尔霍夫第一定律也称为什么？

答。）基尔霍夫第一定律也称为基尔霍夫电流定律。

问。）描述基尔霍夫电压定律。

答。）根据基尔霍夫电压定律，对于任何闭合网络，回路周围的电压等于该回路中所有电压降的总和，等于零。

问。）谁提出了基尔霍夫定律？

答。）基尔霍夫定律由古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫提出。

问。）基尔霍夫第二定律也称为什么？

答。）基尔霍夫电压定律是基尔霍夫第二定律的另一个名称。

基尔霍夫定律解题示例

问题

如果 R₁ = 2?，R₂ = 4?，R₃ = 6?，确定电路中流过的电流。

解决方案

在解决问题时应考虑以下事项：

必须确定电流方向。让我们为此问题选择顺时针方向。

当电流流过电阻时，会发生电势下降。因此，V = IR 有一个负号。

如果电流从低到高变化，则电动势（E）源为正，因为电动势源被充电以提供能量。如果电流从高到低电压（+ 到 -）变化，电动势源（E）也显示为负，因为能量从电动势源释放。

在此解决方案中，电流与顺时针旋转方向相同。

电路中流过的电流为 0.416 A。由于电流为正号，因此它以与旋转方向相同的顺时针方向流动。如果电流为负，则方向为逆时针。