【基尔霍夫定律6个经典例题】基尔霍夫定律是电路分析中最重要的基础理论之一,包括电流定律(KCL)和电压定律(KVL)。通过这六个经典例题的解析,可以帮助我们更深入地理解基尔霍夫定律的应用方法与技巧。以下是对这些例题的总结,并以表格形式展示答案。
一、例题1:简单串联电路
题目描述:一个由两个电阻 R₁=2Ω 和 R₂=3Ω 组成的串联电路,电源电动势为 10V,求各电阻上的电压。
解题思路:
- 根据 KVL,总电压等于各电阻电压之和。
- 电流 I = E / (R₁ + R₂) = 10 / (2+3) = 2A
- U₁ = I × R₁ = 2×2 = 4V
- U₂ = I × R₂ = 2×3 = 6V
答案:
| 元件 | 电压(V) |
| R₁ | 4 |
| R₂ | 6 |
二、例题2:并联电路
题目描述:三个电阻 R₁=4Ω、R₂=6Ω、R₃=12Ω 并联在 12V 的电源上,求每个电阻的电流。
解题思路:
- 各支路电压相同,为 12V
- I₁ = U/R₁ = 12/4 = 3A
- I₂ = U/R₂ = 12/6 = 2A
- I₃ = U/R₃ = 12/12 = 1A
答案:
| 元件 | 电流(A) |
| R₁ | 3 |
| R₂ | 2 |
| R₃ | 1 |
三、例题3:含独立源的复杂电路
题目描述:一个包含两个电压源和三个电阻的电路,已知 V₁=10V,V₂=5V,R₁=2Ω,R₂=3Ω,R₃=4Ω,求各支路电流。
解题思路:
- 应用 KCL 和 KVL 联立求解
- 假设三个支路电流分别为 I₁、I₂、I₃,列方程组
答案:
| 支路 | 电流(A) |
| I₁ | 2.5 |
| I₂ | 1.5 |
| I₃ | 1.0 |
四、例题4:含受控源的电路
题目描述:一个含有电流控制电流源(CCCS)的电路,其中 I₁=2A,受控电流源为 2I₁,R₁=1Ω,R₂=3Ω,求各支路电流。
解题思路:
- 受控源需作为变量处理
- 列出 KCL 和 KVL 方程进行求解
答案:
| 支路 | 电流(A) |
| I₁ | 2 |
| I₂ | 4 |
五、例题5:多回路电路
题目描述:一个有三个回路的电路,已知 V₁=12V,V₂=9V,R₁=1Ω,R₂=2Ω,R₃=3Ω,求各支路电流。
解题思路:
- 使用 KVL 对每个回路建立方程
- 解联立方程组得到各支路电流
答案:
| 支路 | 电流(A) |
| I₁ | 3 |
| I₂ | 2 |
| I₃ | 1 |
六、例题6:含电容和电感的动态电路
题目描述:一个由电阻 R=5Ω,电容 C=2F,电感 L=1H 构成的电路,在 t=0 时接通 10V 电源,求稳态下的电流和电压。
解题思路:
- 在稳态下,电容相当于开路,电感相当于短路
- 电流 I = V/R = 10/5 = 2A
- 电容电压 U_C = 10V,电感电压 U_L = 0V
答案:
| 元件 | 电压(V) | 电流(A) |
| R | 10 | 2 |
| C | 10 | 0 |
| L | 0 | 2 |
总结
基尔霍夫定律在电路分析中具有广泛的应用价值,无论是简单的串联或并联电路,还是复杂的多回路、含受控源或动态元件的电路,都能通过合理应用 KCL 和 KVL 进行有效求解。以上六道例题涵盖了从基础到进阶的不同层次,帮助学习者逐步掌握这一重要工具。


