我在向正在读一年级工程学的表弟解释基尔霍夫定律时遇到了麻烦。有人可以用简单的英语解释我吗?非常感谢你:)
用简单的英语解释基尔霍夫定律
基尔霍夫电流定律(KCL):节点中的电流之和为零。
假设您有 5 根电线在一个节点中连接在一起,如图所示,并且、和为节点提供电流。该电流必须流向某个地方,并且将从节点经过和:
这样
(和的减号是由于这些电流的反向箭头。)
KCL 的更一般形式表示进入闭合边界的电流等于离开它的电流:
基尔霍夫电压定律(KVL):闭合电路中的电压之和为零。如果你有一个由电池和电阻组成的电路作为负载,那么电阻上的电压是(减号意味着如果你顺时针通过你的电路,你会从到对于电池,但从到对于电阻器)。
总电压:。
这适用于您在设计中可以找到的每条闭环路径,无论多么复杂和有多少分支。
基尔霍夫定律:进去的一定要出来。
想象一条人行道,人们沿着它往下走。假设每个人都在继续前进,从不停止。现在,在人行道上取一分。计算进入该点的人数和离开该点的人数。两个数必须相等!因为你不能突然创造额外的人或蒸发现有的人(合法地),所以人数是恒定的,达到那个点的事情必须超出那个点。
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xxxxx
xxxxx <---- measuring point
xxxxx
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换句话说,“xxxx”就是人行道上的一个正方形。不允许任何人在那里逗留。任何踏入那个广场的人都必须走出去!因此,很明显,输入等于输出!
现在,将一侧分成两条人行道。我很难在这里画,我希望这是正确的:
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xxxx
xxxx <-- measuring point
xxxx
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/ \
/ ^ \
/ / \ \
/ / \ \
现在,人们走在顶部和底部的一对。还是真的,越过“xxxx”点的人数一定是in和out的一样,所以如果上面两个是输入,下面两个是输出,我们可以说是两个出来的人数之和输出等于顶部的数字。
想象任意数量的输入和输出,都在 XXX 点连接。仍然假设每个人都在继续移动,穿过名为“xxx”的单一人行道广场的人数必须等于穿过 xxx 广场的人数。
电线中的任何一点都就像我们人行道上的单个正方形。你看它任何地方的任何一个点,因为许多电子进入那个点也离开那个点!因为没有人“徘徊”。很简单吧?
没有比这更复杂的了:把一根手指伸进河里的水里。多少水冲进你的手指,就像离开它一样!从字面上看,流过任何点、子点、区域、点组的电流,不管是什么,都与进入和离开一样,除非它正在“汇集”,即经历电容!多条支流进来,多条溪流出去,没关系,任何一点的水都经历输出=输入。
看看 stevenvh 的回答中上面的第一张图,紫色箭头,有些指向,有些指向。重新排列它们,使所有指向 IN 的箭头都在左侧,所有指向 OUT 的箭头都在右侧。把这些想象成我们的人行道。仅适用于电子*。从左边进来的(人或电子的)数量必须等于从右边出去的数量。这很明显,嗯?因为它们中的任何一个都不允许在中心的那个点逗留(即,它没有容量,明白了,电容!)。
卡皮西?
*) 因为电子也是人!
我会尽量简单地回答这个问题。这就是我几年前的理解。我是计算机工程专业的本科生。
有两种方法:KCL(处理电流)和 KVL(处理电压)。
基本思想是,始终,INPUT = OUTPUT。
因此,使用电池或电压源(输入)总是等于进入电路其他部分的电压,或任何功率损失(输出)。
因此,将这个概念与 KVL 一起应用:
电压源 [输入] = 所有电路组件的电压 [输出]
做一个工作只是找到不同组件之间的电压,以及由于电流方向而产生的各自极性。
现在有了 KCL,同样的输入输出概念采用不同的方法:节点 [a dot] 中的内容必须出来。
因此,任何进入节点的电流都必须流出。无论是 2 个还是 5 个电流进入一个节点,它必须至少有一个方向流出。例如:
电流输入 1 + 电流输入 2 = 电流输出 3
所以在绘图中,必须始终有至少一个箭头指向一个节点,并且至少有一个箭头指向节点外。
现在如何表示这些“入节点”箭头和“出节点”箭头。
“流入电流”:(来自源节点的电压 - 节点电压)/电阻
“流出节点电流”:(节点电压 - 目标节点电压)/电阻
请记住,电阻器上的电流从较高极性流向较低极性。
做出上述假设不会损害您的计算,因为它们最终都会按照您的答案进行。意思是,如果一个人假设某个电流的方向,并得到一个否定的结果,这只是意味着你假设的方向是错误的,事实上,相反。
我希望这有帮助!也许您可以通过网格和节点分析与您的表弟一起使用。可能会更好。只显示例子!:D