1.4 基尔霍夫电压定律-视频在线视频

基尔霍夫电压定律是电路分析的另一个基本定律

我们同样先通过一个实验来初步了解一下

这是一个由直流稳压源和三个小灯泡构成的电路

可以看到左边的一个灯泡亮度明显高于右边两个灯泡的亮度

那这是为什么呢

这里同样可以通过基尔霍夫电压定律来解释一下

下面我们介绍一下基尔霍夫电压定律

同学您好

这节课我们要讲的内容是基尔霍夫电压定律

这个定律和刚才的基尔霍夫电流定律都是电路最基础的定律

是电路最重要的内容之一

我们主要讲以下几个内容

首先我们来看基尔霍夫电压定律它的表述形式一

基尔霍夫电压定律它的英文名称是Kirchhoff's Voltage Law

简称什么呢 就是KVL

以后我们可能经常会用KVL来直接说

它(KVL)的具体内容是什么呢

对于电路当中任何一个回路而言 升压等于降压

我们举个例子

这个地方有一个电压源

这个地方有一个电阻

这是非常简单的电路

电压源的电压是什么呢 是us

电阻上面的电压是uR

我们这里怎么样判断升压还是降压呢

我们首先要选定这个回路的绕向

比方说是顺时针

那么 对于电压源而言 从负到正

大家想一想 这是不是就是升压呀

所以这个是升压

而对电阻来讲

绕一圈以后 这个方向成了朝下了

所以从正到负 那么这个时候显然就是降压

所以升压降压的判断方法就是 看沿着这个回路的绕向 到底是从负到正 还是从正到负

从负到正就是升压 从正到负就是什么呢 就是降压

这是一个最简单的例子

我们再举一个稍微复杂一点的例子

比方说这个地方有一个电压源

这个地方有两个电阻

电压源电压仍然是Us

这个地方它的电压是UR1啊

这个电压是UR2

我们同样也是选择这样一个顺时针的绕向

我们列出来KVL（方程） 应该是什么样子呢

升压就是电压源（电压）

大家看这两个电阻都是降压

所以这个电压源是升压 电阻呢 两个都是降压

那么这个时候它写出来的形式是什么样子呢

我们刚才的电压源显然是升压 等于右边是什么呢

两个电阻是降压 也就是UR1加上UR2

这就是基尔霍夫（电压）定律的第一种表述形式

也就是升压等于降压

我们用基尔霍夫电压定律来解释一下刚才的实验现象

这是刚才的实验

可见 左侧一个灯泡的亮度明显高于右侧两个灯泡的亮度

这是实验所对应的电路

根据基尔霍夫电压定律

U1等于U2加上U3

由这个公式 我们可以看出来

U1一定大于U2 也一定大于U3

所以左侧灯泡的功率一定大于右侧灯泡的功率

导致左侧灯泡的亮度高于右侧灯泡的亮度

下面我们再来看

与基尔霍夫电压定律相关的一个内容 就是电压的参考方向

前面我们知道学了电流的参考方向

现在我们来说一下电压的参考方向

对一个简单的电路而言

这个电压的真实方向其实是比较容易判断的

我们还是举刚才的那个例子

就是一个电压源

比方说这个地方是一个电阻

这个电压源是5伏

那现在这个电阻上面的电压到底其真实电压是什么样的方向呢

我们很容易判断就是上正下负 也是一个5伏

这太容易了啊

但是实际电路没有这么简单

我们来看一下

对于复杂的电路 其电压的真实方向是无法判断的

所以计算前必须提前假定方向

那么这种假定的方向就称为参考方向

我们画一个稍微复杂一点的电路

比方说 这个地方有个电压源

这个地方有一个电阻

这个地方有电压源

这个地方有个电阻

这个地方还有（其他元件）

这个电路显然是比较复杂的

现在让你判断一下这个电阻它上面电压的方向 真实方向到底是什么样子

我们说肯定是看不出来的 那怎么办呢

我们要想去判断真实方向

我们需要假定 是不是

只有假定了以后才能算

比方说我假定左正右负

那么这种假定的方向就称它为参考方向

那有人说我还是要关心它真实的方向

那怎么办

我们来看一看 真实的电压方向与参考电压方向的关系

如果说计算得到的电压值是正的

则电压真实方向是与参考方向是相同的

比方说这个地方有个电阻

我们这个地方参考方向是左正右负 算出来是5伏

那么真实的方向是什么呢

真实的方向就是左正右负 也是5伏

这是真实的（方向）

那么再来看 如果这个计算得到的电压值是负的

则电压的真实方向与参考方向是相反

我们同样可以画一个电阻

左正右负

但是这个时候算出来是多少呢

（算出来）是-5伏

那么 你说真实的（电压）方向应该是什么样

真实的（电压）方向其实是右正左负

要跟刚才相反

它的电压是5伏

所以说 真实的方向其实是很容易判断的

只要我们给定了参考方向 把它计算出来

根据正负就可以判断到底真实方向是什么

由此可见 真实方向其实我们不用太关注

根据前面所说 复杂的电路我们需要假定电压的参考方向

那么假定的方向称它为参考方向

以后我们提到的所有的方向都是指参考方向 就不再提真实的方向

这跟电流是一样的

我们以后的电压电流的参考方向

如果不特意提及 都是指什么呢 参考方向

接下来我们看一看基尔霍夫电压定律的第二种表述形式

它的内容是

在电路当中 任何一个回路的电压的代数和为零

这个听起来也不太容易理解

我们拿一个例子来看一下

这是实验当中的一个电路

对于右侧 这显然是一个回路 这个回路呢

我们就可以列写它的KVL方程

首先 我们写出来这个形式是什么呢

是升压等于降压

这是什么呢 就是刚才我们讲到的形式一

那么这个U1呢 它显然是升（压） 是吧

那这个是什么呢 是降（压）

这是我们的形式一

我们来看看怎么样把它变成形式二呢

我们只需要把刚才这个方程挪一下项

就会发现 最后得到一个什么呢

U1减U2减U3等于0

那这种形式与刚才不一样地方在哪呢

就是它是升压减降压等于零

也就是等于零的那个情况

并且呢 我们这个升压是为正

怎么体现出来的呢

就是这个地方实际上是个正号

降压是什么呢 是负

那么怎么体现的呢

就是这个地方是个负号

我们来看一看

这个地方显然是个正号 对不对

这个地方是负号

这个地方是负号

就是这样体现的

我们其实还可以对刚才的方程做一个变换

变成这样的形式

也就是U2加U3减U1等于零 大家看这三种形式其实是等价的

这个时候我们说他就变成什么呢 降压减去升压等于零

也就是说 我们这个时候是假定降压为正 升压为负

也就是说这个（降压）前面都是正

而这个升压前面取负

好了 我们现在就讲了基尔霍夫电压定律的两种形式

这两种形式是等价的

我们应该用哪种形式呢 在实际当中 我们说到底用哪种 其实是根据自己的喜好来选择

这节课我们就讲到这里