電路的歐姆定律和基爾霍夫定律

電路的基本定律有歐姆定律和基爾霍夫定律。

一、歐姆定律

歐姆定律是描述在純電阻電路兩端施加電壓，流過該電路電流與該電路電阻之間關系的基本定律。歐姆定律是分析和計算電路的基本定律。一個完整的電路包括電源與負載，如下圖所示。

該電路A、 B兩點左邊包括一個電源及內阻r0，稱為含源電路。右邊部分不包含電源，稱為無源電路。實驗證明，對于右邊的無源電路，存在如下規律:

I=UAB/R

而對于左邊的含源電路，存在如下規律:

I=(E-UAB)/r0，則可得: UAB=IR=E-Ir0，整理得I=E/(R+r0)

這就是全電路歐姆定律。 用文字描述即是:在整個閉合回路中，電流的大小與電源的電動勢成正比，與電路中的電阻(包括電源內電阻及外電阻)成反比。

二、基爾霍夫定律

電路的基本定律除歐姆定律外，還有基爾霍夫定律，它包括基爾霍夫第一定律和基爾霍夫第二定律，它們是分析和計算復雜電路不可缺少的基本定律。

1、基爾霍夫第一定律(KCL定律)

基爾霍夫第一定律又稱節點電流定律。 其內容是：流入節點的電流之和恒等于流出節點的電流之和。 節點是三條及三條以上分支電路的交匯點，見下圖中的A點。

按基爾霍夫第一定律，對節點A可以得到：

I1+I2=I3+I4+I5

實際上，節點可以是電路的實際交匯點，也可以是假想點，如上圖中的半導體三極管，可以把圓圈內看作是節點，由基爾霍夫第一定律，可以得到：

Ib+Ic=Ie

2、基爾霍夫第二定律(KVL定律)

基爾霍夫第二定律又稱回路電壓定律。 其內容是:在任一閉合回路中，沿一定方向繞行一周，電動勢的代數和恒等于電阻上電壓降的代數和，即∑E=∑IR

注意：在列回路電壓方程時必須考慮電壓(電動勢)的正負。 確定正、負號的方法與列回路方程的步驟如下(參見下圖)：

1)首先在回路中假定各支路電流的方向。

2)假定回路繞行方向(順時針或逆時針，上圖中是順時針方向)。

3)凡流過電阻的電流參考方向與繞行方向一致，則電阻上的壓降為正，反之取負。

4)凡電動勢方向與繞行方向一致，該電動勢取正，反之取負。

由上述方法及步驟，可列出上圖中電路的回路方程為：

E1-E2=I1R1-I2R2-I3R3+I4R4

上式可寫成：

I1R1-I2R2-I3R3+I4R4-E1+E2=0

故基爾霍夫第二定律又可敘述為：任一回路中各元件上的電壓降之代數和恒為零。