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节点电流定律(KCL)的解析

【摘要】:若约定背离节点的电流为正,指向节点的电流为负时,KCL仍不失其正确性,会取得相同的结果。只有在参考方向选定之后,才能确立各支路电流在KCL方程式中的正、负号。图1.5[例1.1]图KCL虽然是对电路中任一节点而言的,根据电流的连续性原理,它可推广应用于电路中的任一假想封闭曲面,如图1.6所示。

KCL指出:对电路中任一节点而言,在任一时刻,流入节点的电流代数和恒等于零。数学表达式为

列写KCL电流方程式时要注意,必须先标出汇集到节点上的各支路电流的参考方向,一般对已知电流,可按实际方向标定,对未知电流,其参考方向可任意选定。只有在参考方向选定之后,才能确立各支路电流在KCL方程式中的正、负号。对式 (1.7),本书中约定:指向节点的电流取正,背离节点的电流取负。若约定背离节点的电流为正,指向节点的电流为负时,KCL仍不失其正确性,会取得相同的结果。

【例1.1】 在图1.5所示电路中,已知I1=-2A,I2=6A,I3=3A,I5=-3A,参考方向如图标示。求元件4和元件6中的电流。

解 首先应在图1.5中标示出待求电流的参考方向。设元件4上的电流方向从a点到b点;流过元件6上的电流指向b点。

对a点列KCL方程式,并代入已知电流值

对b点列KCL方程式,并代入已知电流值

式中I6得负值,说明设定的参考方向与该电流的实际方向相反。

图1.5 [例1.1]图

KCL虽然是对电路中任一节点而言的,根据电流的连续性原理,它可推广应用于电路中的任一假想封闭曲面,如图1.6所示。

图1.6 KCL定律的推广应用

(a)IB-IE+IC=0;(b)I1-I3+I2=0

图1.7 电路举例