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1、物理與電子信息學(xué)年論文物理與電子信息學(xué)院學(xué)年論文論文題目:基爾霍夫定律班級(jí):10工程2班姓名:郗立新學(xué)號(hào):201011052409物理與電子信息學(xué)年論文目錄一、基爾霍夫定律的解釋………………………………………………………3二、基爾霍夫中的幾個(gè)概念……………………………………………………4三、基爾霍夫定律的內(nèi)容…………………………………………………………51、基爾霍夫電流定律……………………………………………………………62、基爾霍夫電壓定律……………………………………………………………7四、基爾霍夫定律的應(yīng)用………………………………………………………8參考文獻(xiàn)………………………
2、…………………………………………………99物理與電子信息學(xué)年論文基爾霍夫定律郗立新(學(xué)號(hào):20101105240)(物理與電子信息學(xué)院10級(jí)電子信息工程班,內(nèi)蒙古呼和浩特010022)指導(dǎo)教師:李新文摘要:基爾霍夫定律(Kirchhofflaws)闡明集總參數(shù)電路中流入和流出結(jié)點(diǎn)的各電流間以及沿回路的各段電壓間的約束關(guān)系的定律,是1845年由德國(guó)物理學(xué)家G·R·基爾霍夫提出。本文對(duì)基爾霍定律及其應(yīng)用進(jìn)行了一定的探索。基爾霍夫定律是電路的基本定律,是分析計(jì)算電路的重要工具。本文闡述如何正確利用基爾霍夫定律對(duì)電路進(jìn)行分析計(jì)算。關(guān)鍵詞:結(jié)點(diǎn);支路;回路;網(wǎng)孔1基爾霍夫定律1.1基爾霍
3、夫定律是闡明集總參數(shù)電路中流入和流出節(jié)點(diǎn)的各電流間以及沿回路的各段電壓間的約束關(guān)系的定律。1845年由德國(guó)物理學(xué)家G.R.基爾霍夫提出。集總參數(shù)電路指電路本身的最大線性尺寸遠(yuǎn)小于電路中電流或電壓的波長(zhǎng)的電路,反之則為分布參數(shù)電路?;鶢柣舴蚨砂娏鞫珊碗妷憾?。1.2基爾霍夫定律的內(nèi)容:一個(gè)輻射體向周?chē)l(fā)射輻射能時(shí),同時(shí)也吸收周?chē)椛潴w所發(fā)射的能量。在平衡輻射狀態(tài)下,該物體的發(fā)射總能量等于它的吸收總能量。輻射體在溫度T、波長(zhǎng)為λ的總能量與吸收本領(lǐng)的比值等于處在平衡輻射態(tài)時(shí)吸收總能量,它與物體的性質(zhì)無(wú)關(guān),而是波長(zhǎng)和溫度的普適函數(shù)。1.3基爾霍夫定律的結(jié)論:一個(gè)發(fā)射本領(lǐng)大的輻射
4、體,它的吸收本領(lǐng)也一定大。當(dāng)吸收系數(shù)為1時(shí),表示物體吸收了全部發(fā)射到它上面輻射能量,是一個(gè)理想的輻射體。只有黑體才能夠在任何溫度下及在任何波長(zhǎng)上吸收本領(lǐng)恒為1。一般輻射體的吸收本領(lǐng)總是小于黑體的,即吸收系數(shù)小于1。9物理與電子信息學(xué)年論文2在基爾霍夫定律中的幾個(gè)概念:1.1支路:一個(gè)二端元件視為一條支路,其電流和電壓分別稱(chēng)為支路電流和支路電壓。下圖所示電路共有6條支路1.2結(jié)點(diǎn):電路元件的連接點(diǎn)稱(chēng)為結(jié)點(diǎn)。圖示電路中,a、b、c點(diǎn)是結(jié)點(diǎn),d點(diǎn)和e點(diǎn)間由理想導(dǎo)線相連,應(yīng)視為一個(gè)結(jié)點(diǎn)。該電路共有4個(gè)結(jié)點(diǎn)。1.3回路:由支路組成的閉合路徑稱(chēng)為回路9物理與電子信息學(xué)年論文1.4網(wǎng)孔:將電
5、路畫(huà)在平面上內(nèi)部不含有支路的回路,稱(chēng)為網(wǎng)孔。圖示電路中的{1,2}、{2,3,4}和{4,5,6}回路都是網(wǎng)孔3基爾霍夫定律的內(nèi)容:1.1基爾霍夫電流定律(KCL)基爾霍夫電流定律又稱(chēng)節(jié)點(diǎn)電流定律(KCL)任一集總參數(shù)電路中的任一節(jié)點(diǎn),在任一瞬間流出(流入)該節(jié)點(diǎn)的所有電流的代數(shù)和恒為零,即就參考方向而言,流出節(jié)點(diǎn)的電流在式中取正號(hào),流入節(jié)點(diǎn)的電流取負(fù)號(hào)?;鶢柣舴螂娏鞫墒请娏鬟B續(xù)性和電荷守恒定律在電路中的體現(xiàn)。它可以推廣應(yīng)用于電路的任一假想閉合面?! 〖磳?duì)任一節(jié)點(diǎn)有:∑i=0。1.2基爾霍夫電壓定律(KVL)基爾霍夫電壓定律(KVL)任一集總參數(shù)電路中的任一回路,在任一瞬間沿
6、此回路的各段電壓的代數(shù)和恒為零,即電壓的參考方向與回路的繞行方向相同時(shí),該電壓在式中取正號(hào),否則取負(fù)號(hào)?;鶢柣舴螂妷憾墒请娢粏沃敌院湍芰渴睾愣稍陔娐分械捏w現(xiàn)。它可推廣應(yīng)用于假想的回路中?! 〖磳?duì)任一閉合回路有:∑u=0。4基爾霍夫定律的應(yīng)用:KVL可以從由支路組成的回路,推廣到任一閉合的結(jié)點(diǎn)序列,即在任一時(shí)刻,沿任一閉合結(jié)點(diǎn)序列的各段電壓(不一定是支路電壓)的代數(shù)和等于零。對(duì)圖l-11電路中閉合結(jié)點(diǎn)序列abca和abda列出的KVL方程分別為:9物理與電子信息學(xué)年論文4.1KVL定律的一個(gè)重要應(yīng)用是:4.2根據(jù)電路中已知的某些支路電壓,求出另外一些支路電壓,即集總參數(shù)電路中
7、任一支路電壓等于與其處于同一回路(或閉合路徑)的其余支路電壓的代數(shù)和,即或集總參數(shù)電路中任兩結(jié)點(diǎn)間電壓uab等于從a點(diǎn)到b點(diǎn)的任一路徑上各段電壓的代數(shù)和,即由支路組成的回路可以視為閉合結(jié)點(diǎn)序列的特殊情況。沿電路任一閉合路徑(回路或閉合結(jié)點(diǎn)序列)各段電壓代數(shù)和等于零,意味著單位正電荷沿任一閉合路徑移動(dòng)時(shí)能量不能改變,這表明KVL是能量守恒定律的體現(xiàn)。綜上所述,可以看到:?4.2.1KCL對(duì)電路中任一結(jié)點(diǎn)(或封閉面)的各支路電流施加了線性約束。4.2.2KVL對(duì)電路中任一回路(或閉合結(jié)點(diǎn)序列)的