基尔霍夫定律实验 基尔霍夫定律实验报告( 二 )


下图电路中电池电压为 12V, 电阻值为 10Ω,求电路中的电流 。当然这里电流我们可以直接用欧姆定律求出,但是我们在此处用基尔霍夫电压定律来求 。

我们知道这个电路中电流的方向是顺时针的,如下图所示:

我们还知道,电阻流过电流会引起电压下降 。因此,电阻的左边电压比右边高,我们给高电压的一边标上正号,低电压的一边表上负号,并且根据欧姆定律,我们知道电阻两端的电压降为电流乘以电阻:

我们先将绕行方向选定为顺时针,也就是我们沿着顺时针反向分析整个回路:

上图中绿色的顺时针箭头代表分析时的绕行方向 。
我们可以选取回路中的任意一点开始分析 , 这里我们选取从 a 点开始分析:

从 a 点开始沿绕顺时针分析电路,第一个遇到的是电池,沿着绕行方向,先是负(或者说是低电压)再是正(或者说是高电压),也就是说电压升高了,我们计为 +12V 。过了电池来到电阻,沿顺时针绕行方向,先是碰到高电压再是低电压也就是电压下降了 。过了电阻又回到 a 点,正好是一圈:

根据基尔霍夫电压定律 , 闭合回路中电压的代数和为零,则有:

解方程,我们求出电路中的电流为 1.2A 。
换个绕行方向还是上面的电流方向,我们也可以采取逆时针绕行方向分析:
逆时针绕行
我们还是选取 a 点开始分析:
从 a 点开始分析
从 a 点开始沿逆时针分析,第一个遇到的是电阻,先遇到低电压再遇到高电压,电阻是 升压的:
电阻升压
电阻的压降是沿着电流的方向产生的,如果我们逆着电流的方向看,它就是升压的 。也就是说,对电阻来说 , 当电流方向和绕行方向相反时 , 电阻升压 。同一个电路,同一个器件,升压还是降压,取决于你从哪个方向看 。
过了电阻,再遇到电池 。先遇到电池的高电压端 , 再遇到电池的低电压端 , 也就是说电池是 降压 的:
电池降压
根据基尔霍夫电压定律有:

解方程,我们求出电路中的电流依然为 1.2A 。
我们总结一下电阻和电源的升降压规律 。
对电阻来说,如果顺着电流方向,电阻是降压的,但是逆着电流反向看,它就是升压的 。总结电阻升降压规律如下:
电流方向和绕行方向相同:降压电流方向和绕行方向相反:升压我们用下图表示上述电阻升降压规律:

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