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智慧家居電路分析大法:基爾霍夫兩大定律實戰應用

首先得明白, 電源的電動勢方向始終是由負極指向正極。

基爾霍夫定律的應用—支路電流法。

對於複雜電路的計算常常要用到基爾霍夫第一、第二定律, 並且這兩個定律經常同時使用, 下面介紹應用這兩個定律計算複雜電路的一種方法—支路電流法。

支路電流法使用時的一般步驟如下。

① 在電路上標出各支路電流的方向, 並畫出各回路的繞行方向。

② 根據基爾霍夫第一、第二定律列出方程組。

③ 解方程組求出未知量。

下面再舉例說明支路電流法的應用。

汽車照明電路

上圖所示為智慧汽車照明電路, 其中E1為汽車發電機的電動勢, E1=14V;R1為發電機的內阻, R1=0.5Ω;E2為蓄電池的電動勢, E2=12V;R2為蓄電池的內阻, R2=0.2Ω, 照明燈電阻R=4Ω。 求各支路電流I1、I2、I和加在照明燈上的電壓UR。

解題過程如下。

第1步:在電路中標出各支路電流I1、I2、I的方向, 並畫出各回路的繞行方向。

第2步:根據基爾霍夫第一、第二定律列出方程組。

節點B的電流關係為

I1+I2−I=0A

回路ABEFA的電壓關係為

I1R1−I2R2+E2−E1=0V

回路BCDEB的電壓關係為

I2R2+IR−E2=0V

第3步:解方程組。

將E1=14V、R1=0.5Ω、E2=12V、R2=0.2Ω代入上面3個式子中, 再解方程組可得

I1=3.72A, I2=−0.69A, I=3.03A

UR=I·R=3.03×4V=12.12V

上面的I2為負值, 表明電流I2實際方向與標注方向相反, 即電流I2實際是流進蓄電池的, 這說明發電機在為照明燈供電的同時還對蓄電池進行充電。

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