基尔霍夫定律：电流定律 (KCL)和电压定律 (KVL)的原理及计算公式

对于电子电路来说，许多电路本质上是复杂的，并且使用简单的欧姆定律和串联/并联组合简化方法来找到这些电路中需计算的未知量是不可能的。因此，为了简化这些电路，使用了基尔霍夫定律。 基尔霍夫定律是用于找到电路中电压和电流的解决方案的基本分析工具，无论电路是交流电还是直流电。由于电路中的元件以多种可能的方式连接，因此要找到电路中的参数，利用这些定律是非常有帮助的。 在进一步了解基尔霍夫定律之前，必须考虑一些与电路相关的术语，主要包括： 节点（Node） ：节点或结是电路中连接两个或多个电气元件的点，它这指定了电路中参考节点的电压电平。 分支（Branch） ：电路中包含电气元件的两个结之间的连续导电路径称为分支。 回路（Loop） ：在电路中，回路是电路中的一条独立闭合路径，它遵循分支序列的顺序，即它必须以相同的节点开始和结束，并且不应多次接触任何其它结点或节点。 网格（Mech）： 在电路中，网格是一个环，其内部不包含任何其他环。 1847年，德国物理学家Gustav Robert Kirchhoff发明了 基尔霍夫定律 来描述电路中的电压和电流关系。这些定律是：基尔霍夫电压定律 (KVL) 和基尔霍夫电流定律 (KCL)。 1、基 尔霍夫电流定律 (KCL) 这也被称为电荷守恒定律，因为电荷或电流不能在结或节点处产生或破坏。它表明任何节点处电流的代数和为零。因此，进入节点的电流必须等于流出节点的电流之和。 考虑上面的电路，其中电流方向为顺时针方向。上述电路中各种电压降为V1为正，IR1为负（电压降），IR2为负（电压降），V2为负，IR3为负（电压降），IR4为负（电压降） ，V3为正，IR5为负，V4为负。通过应用KVL，可以得到： V1 + (-IR1) + (-IR2) + (-V2) + (-IR3) + (-IR4) + V3 + (-IR5) + (-V4) = 0 V1 – IR1 – IR2 – V2 – IR3 – IR4 + V3 – IR5 – V4 = 0 V1 – V2 + V3 – V4 = IR1+ IR2 +IR3 + IR4 + IR5 因此，KVL也被称为电能守恒定律，因为电压降的总和（电阻和电流的乘积），也就是等于闭合路径中电压源的总和。 应用示例： 1、现在看看如下所示的单回路电路，并假设电流流动方向为DEABCD闭合路径。在这个电路中，通过使用KVL定律，必须找到电压V1。