基尔霍夫电压定律教案(通用5篇)
基尔霍夫电压定律教案 篇1
实验一基尔霍夫定律及电位、电压关系的验证实验
一、实验目的1、验证基尔霍夫定律,加深对基尔霍夫定律的理解。
2、掌握直流电流表、电压表的使用,以及学会使用电流插头,插座测量个条之路的电流电压。
3、学习测量电路中各个点的电位,电压值,分析电路的工作状态。
4、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。
二、原理说明
1、基尔霍夫定律
预习理论课中所学习的基尔霍夫电流定律,反映了电路中任一节点各支路电流之间的约束关系,反映了电流的连续性。该定律可叙述为在任一瞬时,流入任一节点的电流之和必然等于流出该节点的电流之和。
公式的表示为:∑Ik=0
基尔霍夫电压定律反映了电路中任一回路各支路电压之间的约束关系。该定律可叙述为任一瞬时,沿任一闭合回路绕行一周,回路中各支路电压的代数和恒等于零。即
公式的表示为: ∑Uk=0
三、实验仪器与器件1、0-30V可调直流电源
2、基尔霍夫实验电路板
3、交流毫伏表
4、直流电压表
5、直流毫安表
6、万用表
四、电路的简单测量
以电路的某个指定点为参考点,:测量其他个点的点位,两点之间的电压,理解电位和电压的含义及区别。
1,测量仪器及设备
(1)直流数字电压表,直流数字毫安表。
(2)直流电压源在实训操作台上,直流电压在3V,5V,9V,12V,15V,30V等档可以选择。
2、预习本次实验各项实验要求与步骤,明确各实验步骤中的已知条件和操作要求。
3,实训内容
实训电路
(1)测量各支路电流
在按图连接好电路后,接通直流电源电压,电压调到规定的电压值,(见表1)实训前先设定三条支路的电流参考方向,在图中标出好电流及方向。
在电路中串联电流表,注意电流表的插头极性,(红)+接电路的正端,(黑)-接电路的负端。
读出电流表的电流值记录到表1中,注意测量值为正值“+”,即表
示电流是从节点流出,如果测量电流值为负值“-”,表示电流向节点流入。
(2)测量电路的电位
用数字电压表测量电路中的各个元件两端的电压值记录到表2内相应的栏中。
以电路中的为参考点,用数字电压表测量电路中的各电到参考点的电压值记录到表3内相应的栏中。
五、实验报告要求
1,总结实验过程,写出用基尔霍夫的KCL和KVL列出的方程组。2,根据本次测量的结果,说明基尔霍夫定律的正确性。
3,根据测量的结果说明电路中电压与电位的区别,可以用电路中的具体电位测量结果说明。
基尔霍夫电压定律教案 篇2
1 基尔霍夫电压定律
基尔霍夫电压定律(KVL)揭示了回路上各元件电压的约束关系,即在任一回路中,从任何一点出发以顺时针或逆时针方向沿回路绕行一周,回路上各元件电压的代数和等于0[1,2]。
在应用该定律之前,必须先选定回路的绕行方向;由于在电路分析中电流和电压贯穿始终,所以电路图中要用实线箭头标出元件的电压或电流的参考方向。当元件上电压、电流的参考方向与回路绕行方向一致时,元件上电压值取正号,反之取负号。
2 求解电压和分析电路的理论依据
2.1 应用于直流电路的回路
由图1中所示回路绕行方向及元件上电流、电压的参考方向[3,4,5],根据以上基尔霍夫电压定律,判断可得回路ABCA电压方程为
+US3-R3I3+US2-R2I2-US1-R1I1=0 (1)
即各元件上电压的代数和等于0。
2.2 基尔霍夫电压定律的推广应用
(1)任意两点间电压的计算,以计算图2中A、B两点间电压为例[6,7,8,9,10]。
方法1
UAB=+R1I1+US1 (2)
方法2
UAB=+US3-R3I3+US2-R2I2 (3)
任意两点间的电压,可根据选择任意一条连接两点的路径进行计算,结果与所选路径无关。从以上两种方法可以看出,若路径选得合适,可使运算简便。
(2)求电路开口处的电压,其电路如图3所示。
方法1 将开口电路看作虚拟回路,开口处电压为UAB,利用KVL列回路电压方程
IR1+US1+IR2-US2+IR3-US3-UAB=0 (4)
方法2 计算开口处的电压可用计算任意两点间电压的思路,即求开口处两端点A、B的电压,即
UAB=IR1+US1+IR2-US2+IR3-US3 (5)
(3)电路中某点电位的计算。
电路中某点的电位等于该点到0电位点之间的电压,因此求电位也可运用计算任意两点间电压的思路。求解图4中A点电位,因为B点为0电位点,即求UA=UAB。
选择路径1时
UA=UAB=I1R1+US1 (6)
选择路径2时
UA=UAB=+US3-I3R3+US2-I2R2 (7)
由此看出,所选择路径上的元件个数越少,运算将越简单。
2.3 在正弦交流电路中的应用
正弦交流电路中的电流、电压均是正弦函数,若直接计算过于繁琐,分析此类电路时,常用基尔霍夫电压定律的相量形式求解,即先建立交流电路的相量模型,在电路图中用实线箭头标出元件上电流相量、电压相量的参考方向,并运用直流电路分析方法来求解待求电流、电压。
由KVL的相量形式,根据图5(b),可得
网孔1
网孔2
2.4 在电子电路中的应用
分析放大电路时,运用解决电压问题的分析思路,根据基尔霍夫电压定律列电压方程,以进行静态和动态分析。
(1)静态分析时,需根据图6(a)直流通路,列出电压方程
VCC=IBRb+UBE (10)
可推出
VCC=ICRC+UCE (12)
可推出
UCE=VCC-ICRC (13)
(2)动态分析时,需根据图6(b)交流微变等效电路,列出电压相量方程
可根据定义式
3 用于实际电路的分析
图7是日光灯电路,其由交流电源、开关、镇流器、灯管灯丝和启辉器串联而形成的回路,其中交流电源电压有效值为220 V。所以由基尔霍夫电压定律得知上述几项所形成的回路电压有效值和为220 V。
因接通的开关和灯丝的电阻均较小,且几乎为0,当电路接通后,正常情况下开关和灯丝的端电压应均为0 V,若测得其电压为220 V,则说明对应部位已断路。
若灯管熄灭时,先测量启辉器两端电压,若为220 V,表明开关、镇流器、灯丝完好,若启辉器无法辉光放电,即无法接通启辉电路,即可判断启辉器存在故障,需进行更换后再通电。通常,若更换启辉器后,灯管仍未亮,则可能是由于镇流器线圈产生的自感电动势无法点亮灯管,便需要更换镇流器以排除故障。
4 结束语
通过以上分析,可看出基尔霍夫电压定律在直流电路、正弦交流电路、电子电路及实际电路中有着广泛应用,其主要应用于回路列电压方程、计算任意两点间电压、求电路开口处电压和计算电路中某点电位等。基尔霍夫定律是电路计算的理论基础,是电路分析和计算的有效工具,同时也是实际电路检修的重要参考理论,可有效指导实践。
参考文献
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[9]阮龙盛.巧用基尔霍夫第二定律[J].科技资讯,2010(11):137-139.
浅谈“基尔霍夫定律”的讲解 篇3
关键词 基尔霍夫定律 电流 电压
中图分类号:G718.2 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2014)02-0017-02
基尔霍夫定律是解决复杂电路的一条基本定律,它包括电流定律和电压定律,这两条定律说明电路作为一个整体所服从的基本规律,即电路各部分电压相互之间或各部分电流相互之间的内在关系。
所谓复杂电路是指不能用电阻串联、并联的计算方法化简的电路。
一、基尔霍夫电流定律
基尔霍夫电流定律,简称KCL,又称节点电流定律。用来描述同一结点上各支路电流间的关系。其内容为:在任意瞬间,流入任一节点的电流总和等于从这个节点流出的电流总和。其表达式为:∑II=∑IO它阐述的是每个结点的电流平衡。
例如:电路1-1所示电路中,I1+I2=I3
电路1-2电路中I=I1+I2+I3
例题:电路如图1-3所示,试计算电流I1
解:按图示电流参考方向,节点a、b、c的KCL方程分别为
I1=I2+1A
I2=I3+3A
I3=(2-1)A=1A
I1=5A
基尔霍夫电流定律的推广应用:KCL通常用于结点,也可以应用到电路的任意封闭面。 流入一个封闭面的电流等于流出这个封闭面的电流。
根据KCL可以得到一个重要的推论:1.如果两个网络之间只有两条导线(或支路)相连,那么,这两条导线(或支路)中的电流必相等,如图1-4a中I1=I2。2.如果只有一条导线(或支路)相连,那么,其中的电流必为零。如图1-4b 中I=0。
同样,若一个电路中只有一处用导线接地,则该接地线中没有电流。所以,在接地良好的电力系统中工作时,只要穿好绝缘鞋或站在绝缘木梯上,并且不同时触及不同电极两根导线,就能保证安全。
二、基尔霍夫电压定律
基尔霍夫电压定律,简称KVL,又名回路电压定律。是用来确定回路中各部分电压间的关系的。其内容为:沿任意回路绕行一周,电动势的代数和等于电阻上电压降的代数和。其数学表达式为:
∑E=∑IR
凡是电动势的正方向与所选的回路绕行方向一致时则电动势取正号,相反则取负号。凡是电流的正方向与回路绕行方向一致者,则它在电阻上所产生的电压降取正号,相反则取负号。它阐述的是每个回路的电压平衡。
例如:在图1-1左回路中按顺时针方向绕行:
E1-E2=I1R1-I2R2
例题:电路如图1-5所示,应用基尔霍夫定律计算未知电压。
解:按顺时针绕行方向,由KVL得
即 U=(-2+12+5-42-8)V=-35V
KVL定律的推广应用:KVL不仅用于闭合回路,也可以应用到回路的部分电路(开口电路)。如图1-6
E=Uab+IR
例:分析以下电路中,应列几个电流方程?几个电压方程?
KCL方程: KVL方程:
节点a:I1+I2=I31# E1=I1R1+I3R3
节点b:I3=I1+I22# -E2=-I2R2-I3R3
3# E1-E2=I1R1-I2R2
基尔霍夫定律说课稿 篇4
各位老师好:
今天我说课的课题是《基尔霍夫定律》。下面我对本课题进行分析:
一、说教材
《基尔霍夫定律》是人教版必修教材第XX单元第XX个课题。在此之前,学生们已经学习了欧姆定律,但是欧姆定律只能解决简单电路的问题,对复杂电路及非线形电路只用欧姆定律并不能解决,而要用到基尔霍夫定律。因此,本课题的理论知识是学好复杂电路的基础,它在整个教材中起着极其重要的作用。
二、说教学目标
根据教学大纲和本教材的内容分析,结合高一年级学生他们的认知结构及其心理特征,我制定了以下的教学目标: 1.知识目标
(1)理解支路、结点、回路、网孔等概念(2)掌握基尔霍夫两定律所阐述的内容(3)应用基尔霍夫定律进行简单计算
支路、结点、回路、网孔等概念是复杂电路的重要概念,只有理解了这些概念,才能对复杂电路进行分析,因此,这些概念我把它们确定为理解;基尔霍夫两定律所阐述的内容,是今后学习复杂电路的基础,根据教学大纲确定为掌握;关于基尔霍夫定律的计算,我要求会简单计算,它的应用将在下节课具体讲解。2.能力目标:
让学生掌握用基尔霍夫定律分析电路的专业基本技能。
复杂电路是学生今后经常遇到的电路,而我们遇到这样的电路首先要进行分析,因此分析复杂电路非常重要,而基尔霍夫定律是分析电路的一种重要专业技能,要求学生必须掌握。
3.德育目标:
培养学生严谨、认真、细致的工作作风,受到抽象思维、逻辑思维的思维训练,团队合作、自主学习。
用基尔霍夫定律分析电路,必须认真、细致,思维严谨,中间有任何小问题,都会计算出错;而复杂的电路图本身就是实物的抽象,通过对它的分析,能使学生的抽象思维、逻辑思维得到训练;通过课堂练习,使同学们有团队合作、自主学习的精神。
三、说教学的重难点
基尔霍夫定律的内容及表达式是本节的重点。这是由教学大纲和教学内容在本专业中的地位决定的。电流参考正方向的理解及电阻电压和电源电动势正负号的确定为本节难点,因为在以前的教学中发现,学生出错的地方往往是电流方向、电压电动势正负搞不对,所以把这些确定为难点。
四、说教法
本节内容我主要采用了讲授法,因为本节内容理论性比较强,应用讲授法学生更容易理解,并能更快更好地接受。另外还用了多媒体教学,使课堂密度加大,把知识更直观地展现在学生面前。还用了讨论法,促使学生在学习中解决问题,培养学生团结协作的精神。还用了练习法,通过练习,使学生能够独立思考,独立完成教学目标。
五、说教学过程
在这节课的教学过程中,我从以下几个步骤完成教学目标,最大限度的调动学生参与课堂的积极性、主动性。
1、复习提 问
通过相关问题的复习,把问题引入到本教学课题中。
2、导入新课:
在复习已有知识的基础上,引出简单电路和复杂电路的概念,提出解决复杂电路的依据,从而激发学生学习基尔霍夫定律的兴趣。
3、讲授新课:
在讲授新课的过程中,我突出教材的重点,明了地分析教材的难点。还根据教材的特点,学生的实际、教师的特长,以及教学设备的情况,我选择了多媒体的教学手段。这些教学手段的运用可以使抽象的知识具体化,枯燥的知识生动化,乏味的知识兴趣华。还重视教材中知识的引申,有利于学生对知识的扩展,从而达到举一反三的效果。
4、课堂练习
通过练习巩固所学知识,加深学生对基尔霍夫定律的理解,完成本节的教学目标。
5、课堂小结:
总结重点内容,进一步巩固强化知识点,使学生牢固掌握基尔霍夫定律。
6、布置作业
针对高一年级学生素质的差异,我进行了分层训练,这样做既可以使学生掌握基础知识,又可以使学有余力的学生有所提高,从而达到拔尖和“减负”的目的。我布置的课堂作业是:基础差的学生做练习册中的填空、选择、判断题,基础好的再加一个大题,优秀学生完成所有的题。
7、板书设计
由于采用多媒体教学,在板书时写的比较少,只是提纲式或把课本上没有的知识做了板书。
六、结束语
各位领导、老师们,本节课的情况我就说这么多,希望大家给我提出宝贵意见或建议,我会很乐观的接受。我的说果完毕,谢谢!
说课教师:裴景飞
基尔霍夫电压定律教案 篇5
一、单项选择题(共25题,每题2分,每题的备选项中,只有 1 个事最符合题意)
1、变压器的铁损又称为空载损耗,其大小与铁心材质有关,与负荷电流__。A.成正比 B.平方成正比 C.无关 D.成反比
2、__的表示符号为MOA.。A.金属氧化物 B.电阻 C.电气设备 D.天然气
3、双层介质的平行板电容器如试题1-14图所示,若在二极板间施加电压U0,则电容器内部的漏电电流密度为()。A.A B.B C.C D.D
4、等于()。A.sinX B.|sin| C.-sin2x D.sinx|sinx|
5、接在电动机控制设备电动机侧的电容器的额定电流,不应超过电动机励磁电流的__倍。A.1.1 B.1.0 C.0.9 D.0.8
6、已知X2∑=0.388,X0∑=0.296,则单相短路时的为()。A.0.102 B.0.688 C.0.684 D.无法知道
7、杆塔上两根避雷线间的距离不应超过导线与避雷线间垂直距离的__。A.10倍 B.5倍 C.3倍 D.2倍
8、当采用蓄电池组作直流电源时,放电末期直流母线电压下限不应低于额定电压的__。A.65% B.75% C.85% D.95%
9、电器的额定电流In应__。A.大于所在回路的最大工作电流
B.等于所在回路最大运行方式下的工作电流
C.不低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流 D.不低于所在回路可能的最大冲击电流
10、一个低通滤波电路和一个高通滤波电路,通带截止频率分别为10kHz和100Hz,通带放大倍数均为3,将二者串联起来可组成()电路。A.通带放大倍数为9的带阻滤波 B.通带放大倍数为6的高通滤波 C.通带放大倍数为9的低通滤波 D.通带放大倍数为9的带通滤波
11、电力系统过电压类别有内部过电压和__。A.大气过电压 B.操作过电压 C.工频过电压
D.雷电波侵入过电压
12、按照《合同法》的规定,招标人在招标时,招标公告属于合同订立过程中的: A.邀约 B.承诺 C.要约邀请 D.以上都不是
13、电路如题2-14图所示,若输入电压ui1=ui2=0时,Uo=Uc1-Uc2<0,要使Uo=0,应该()。A.减少Re B.增加Re C.向左移动Rp的滑动端 D.向右移动Rp的滑动端
14、母钟的正面与其它设备的净距不应小于__。A.1m B.1.5m C.2m D.2.5m
15、知变压器额定容量为4MV·A,电抗电压百分值uk%=5.5,电压为10.5/6.3kV,则在基准容量为Si=100MV·A下的电抗标幺值为__。A.1.5 B.1.75 C.1.375 D.2.0
16、关于更换变压器的回收年限,一般考虑当计算的回收年限小于5年时,变压器__更新为宜。A.应 B.应立即 C.不应 D.不可
17、电路及输入A和CP波形如试题2-28图所示,设触发器的初始状态为0,其输出Q端的波形为()。A.A B.B C.C D.D
18、国家制定的环境保护规划必须纳入()。A.国家经济和经济建设 B.国民经济和环境科学 C.国民经济和社会发展计划 D.环境科学和社会发展计划
19、供配电系统中关于高低压的规定正确的是__。A.1000V以上为高压,1000V及以下为低压 B.1000V及以上为高压,1000V以下为低压 C.700以上为高压,700V及以下为低压 D.700及以上为高压,700V以下为低压
20、在视频安防监控系统设计中,摄像机镜头的选择,在光照度变化范围相差多少倍以上的场所,应选择自动或电动光圈镜头().A.20倍 B.50倍 C.75倍 D.100倍
21、如果他励直流发电机的转速下降20%,则空载时发电机的端电压下降的值为__。
A.(A)20% B.(B)大于20% C.(C)小于20% D.(D)0
22、全波整流、滤波电路如图所示,如果输入信号ui=10sin(ωt+30°)V,则开关S闭合前,输出电压uo为:().A.0V B.7.64V C.10V D.12V
23、图示电路uc1(0-)=10V,uc2(0-)=0V,当t=0时闭合开关S后,uc1应为()。A.A B.B C.C D.D
24、总额定容量不超过1260kVA、单台额定容量不超过__的可燃油油浸电力变压器以及充有可燃油的高压电容器和多油开关等,可贴邻民用建筑(除观众厅、教室等人员密集的房间和病房外)布置,但必须采用防火墙隔开。A.400kVA B.500kVA C.630kVA D.800kVA
25、主变压器的接线为Yd11,当装设纵差保护时,电流互感器的接线应为__。A.Yy B.Dd C.Dy D.Yd
二、多项选择题(共25 题,每题2分,每题的备选项中,有 2 个或 2 个以上符合题意,至少有1 个错项。错选,本题不得分;少选,所选的每个选项得 0.5 分)
1、在单缝夫琅禾费衍射实验中,屏上第三级暗纹对应的缝间的波阵面,可划分为半波带数目为()。A.3个 B.6个 C.9个 D.2个
2、母钟站内设备应安装在机房的侧光或背光面,并宜远离散热器件、热力管道等。母钟控制屏子钟最下排钟面中心距地不应小于__。A.1m B.1.5m C.2m D.2.5m
3、有相应审批权的环境保护行政主管部门,逾期__天不对环境影响报告书(表)提出审批意见和要求,则视为该报告书(表)已被批准。A.180 B.120 C.200 D.90
4、火灾报警后,消防控制设备对防烟、排烟设施,应有__等控制、显示功能。A.控制挡烟垂壁等防烟设施
B.启动有关部位的防烟和排烟风机、排烟阀等,并接收其反馈信号 C.停止有关部位的空调送风,关闭电动防火阀,并接收其反馈信号 D.关闭正压送风口
5、合流三通阀应具有合流后总流量__的流量特性。A.变大 B.变小 C.不变 D.不确定
6、屋内直布线宜用护套绝缘导线,其截面不宜大于__,布线的固定点间距不应大于300mm。A.2.5mm2 B.4mm2 C.6mm2 D.10mm2
7、电子计算机供电电源C级指标为:__。A.稳态电压偏移范围在-5%~+5% B.稳态频率偏移-1~+1Hz C.电压波形畸变率5%~8% D.允许断电持续时间200~1500ms
8、等于()。A. B.
C.3-x2+c D.(3-x2)2+c
9、火灾自动报警系统的传输线路的芯线截面选择,除应满足自动报警装置技术条件的要求外,还应满足导线的__要求。A.载流量 B.电阻值 C.导电率 D.机械强度
10、接触电压常取地面到设备水平距离为__处与设备外壳离地面垂直距离为__。A.0.5m;1.5m B.0.8m;1.8m B.0.5m;1.8m D.8m;1.5m
11、PIE在输入采样阶段,如果输入信号是脉冲形式,其脉冲宽度必须__一个扫描周期才能保证被系统接收到。A.小于 B.不大于 C.等于 D.大于
12、仅作为企业内部技术经济考核而不是作计费用的2.0级有功电能表及3.0级无功电能表,宜配用的互感器等级应不低于__级。A.0.5 B.1.0 C.1.5 D.2.0
13、甲等剧院调光用电子计算机系统为__。A.三级负荷 B.二级负荷 C.一级负荷
D.一级负荷中特别重要负荷
14、计算220/380V网络三相短路电流时,计算单相接地故障电流时,Un为系统标称电压(线电压)__。A.230V B.400V C.380V D.220V
15、设计概算分为__。A.单位工程概算 B.单项工程综合概算 C.建设工程分概算 D.建设工程总概算
16、严禁用半导体电器作__用。A.绝缘 B.隔离 C.防潮 D.防渗漏
17、在住宅智能化设计中,户内应符合__要求。A.厨房内应设置燃气报警探测器 B.卧室、客厅等房间设置信息插座 C.设置紧急呼叫按钮
D.卧室、客厅等房间设置有线电视插座
18、《理论力学》讲授的是位移原理的数学表达式的物理意义是()。A.所作用的全部外力 B.所作用的全部内力 C.所作用的全部主动力 D.所作用的全部约束力
19、半径r的圆盘以其圆心O为轴转动,角速度为ω,角加速度为α,盘缘上点P的速度Vp,切向加速度apr与法向加速度apn的方向如图,它们的大小分别为()。A.A B.B C.C D.D 20、单根电缆保护管使用时,每路不宜超过__弯头。A.3个 B.4个 C.5个 D.2个
21、地面上水平距离为__的两点间的电位差,称为跨步电势;接地网外的地面上水平距离__处对接地网边缘接地体的电位差,称为最大跨步电势。A.0.8m,0.3m B.0.3m,0.8m C.0.8m,0.5m D.0.5m,0.8m
22、逻辑图和输入A,B的波形如图所示,分析当输出F为“1”时刻应是()。A.t1 B.t2 C.t3 D.t4
23、在火灾危险区域21区,固定安装的照明灯具,其防护结构为__。A.IP2X B.IP5X C.IP44 D.IP21
24、根据受电端至用电设备的电能线损率要求:一次变压不得超过__。A.1.5% B.3.5% C.5.5% D.7.5%