基尔霍夫电路定律

　基尔霍夫电路定律

　　基尔霍夫电路定律是集总电路的基本定律,它包括电流定律和电压定律.

　　基尔霍夫电流定律(KCL)指出:在集总电路中,任何时刻,对任一节点,所有流出节点的支路电流的代数和恒等于零.

基尔霍夫电路定律　　代数和是根据流入还是流出节点判断的.流出为+,流入为-.对节点,I1+I2+...+In=0.

　　基尔霍夫电压定律(KVL)指出:在集总电路中,任何时刻,对任一回路,所有支路电压的代数和恒等于零.

　　上式计算是要指定一个回路绕行方向,支路电压参考方向与回路绕行方向一致,取+.反之,取-.

　　U1+U2+...+Un=0

　　当电路中各电动势^[1]及电阻给定时，可任意标定电流方向，根据基尔霍夫方程组即可唯一地解出各支路的电流值。基尔霍夫定律是电路计算的理论基础。根据基尔霍夫定律可导出其他一些有用的定理，它们在电路计算中非常有效和简便。

　　基尔霍夫定律在稳恒条件下严格成立；在准稳条件下，即整个电路的尺度远远小于电路工作频率下的电磁波长时，基尔霍夫定律也符合得相当好。基尔霍夫定律在交流电路中也可应用

基尔霍夫电路定律1、支路：

（1）每个元件就是一条支路。

（2）串联的元件我们视它为一条支路。

（3）在一条支路中电流处处相等。[2] 

2、节点：

（1）支路与支路的连接点。

（2）两条以上的支路的连接点。

（3）广义节点（任意闭合面）。

3、回路：

（1）闭合的支路。

（2）闭合节点的集合。

4、网孔：

（1）其内部不包含任何支路的回路。

（2）网孔一定是回路，但回路不一定是网孔。

基尔霍夫定律是求解复杂电路的电学基本定律。从19世纪40年代，由于电气技术发展的十分迅速，电路变得愈来愈复杂。某些电路呈现出网络形状，并且网络中还存在一些由3条或3条以上支路形成的交点(节点)。这种复杂电路不是串、并联电路的公式所能解决的。

刚从德国哥尼斯堡大学毕业，年仅21岁的基尔霍夫在他的第1篇论文中提出了适用于这种网络状电路计算的两个定律，即著名的基尔霍夫定律。该定律能够迅速地求解任何复杂电路，从而成功地解决了这个阻碍电气技术发展的难题。[1] 

由于似稳电流(低频交流电)具有的电磁波长远大于电路的尺度，所以它在电路中每一瞬间的电流与电压均能在足够好的程度上满足基尔霍夫定律。因此，基尔霍夫定律的应用范围亦可扩展到交流电路之中。

基尔霍夫定律建立在电荷守恒定律、欧姆定律及电压环路定理的基础之上，在稳恒电流条件下严格成立。当基尔霍夫第一、第二方程组联合使用时，可正确迅速地计算出电路中各支路的电流值。由于似稳电流(低频交流电) 具有的电磁波长远大于电路的尺度，所以它在电路中每一瞬间的电流与电压均能在足够好的程度上满足基尔霍夫定律。因此，基尔霍夫定律的应用范围亦可扩展到交流电路之中。[1] 

它除了可以用于直流电路的分析，和用于似稳电路的分析，还可以用于含有电子元件的非线性电路的分析。运用基尔霍夫定律进行电路分析时，仅与电路的连接方式有关，而与构成该电路的元器件具有什么样的性质无关。

但用于交流电路的分析是，即对通过含时电流的电路进行分析时，由于通过闭合回路的磁通量是时间的函数，根据法拉第电磁感应定律，会有电动势E出现于闭合回路。所以，电场沿着闭合回路的线积分不等于零。此时回路方程应写作：

Σvk = E = - ΔΦ/Δt (磁场正方向与回路正方向相同时)

这是因为电流会将能量传递给磁场；反之亦然，磁场亦会将能量传递给电流。

对于含有电感器的电路，必需将基尔霍夫电压定律加以修正。由于含时电流的作用，电路的每一个电感器都会产生对应的电动势Ek。必需将这电动势纳入基尔霍夫电压定律，才能求得正确答案。