1.1.5 基尔霍夫第二定律

基尔霍夫第二定律也称基尔霍夫电压定律(KVL)或回路电压定律。此定律说明了在同一个闭合回路中各部分电压之间的相互关系。其内容是:在任意一个闭合回路中,在任一时刻,沿回路绕行方向的各段电压的代数和等于零,即

U=0

根据基尔霍夫第二定律可以列写出任何一个回路的电压方程。在列写回路电压方程之前,除了要指定各支路电流的参考方向之外,还必须选定回路绕行方向。回路绕行方向可任意选定,通常选为顺时针方向。

沿回路绕行方向列写回路电压方程时,凡电压方向与回路绕行方向一致的,该电压取正号;凡电压方向与回路绕行方向相反的,该电压取负号,例如,在图1-11中,沿图中虚线所示绕行方向,各部分电压分别为

Uab=I1R1

Ubc=E1

Ucd=I2R2

Ude=-E3

Uef=-I3R3

Ufa=-I4R4

图1-11 闭合电路

沿整个闭合回路的电压方程应为

Uab+Ubc+Ucd+Ude+Uef+Ufa=0

I1R1+E1+I2R2-E3-I3R3-I4R4=0

将上式中的电动势移到等号右端得

I1R1+I2R2-I3R3-I4R4=-E1+E3

上式表明,对于电路中任意一个闭合回路,在任一时刻,沿闭合回路各个电阻上电压的代数和恒等于各个电动势的代数和。这是基尔霍夫第二定律的另一种表达形式,即

IR=E

应用基尔霍夫第二定律列写回路电压方程时,通常采用上述表达形式,其方法步骤如下:

1)假设各支路电流的参考方向。

2)选定回路绕行方向。

3)将闭合回路中全部电阻上的电压IR写在等号的左边,若通过电阻的电流方向与绕行方向一致,则该电阻上的电压取正号,反之取负号。

4)将闭合回路中全部电动势写在等号的右边,若电动势的方向(由负极指向正极)与绕行方向一致,则该电动势取正号,反之取负号。