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
即
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。