求大神簡述基爾霍夫電流定律1簡述基爾霍夫電流定律KCL和電壓定律KVL。2畫圖說明半導體N型的形成原理。

2021-03-10 00:47:44 字數 5118 閱讀 5156

1樓:匿名使用者

電流定律於2023年由古斯塔夫·基爾霍夫所發現。該定律又稱節點電流定律,其內容是電路中任一個節點上,在任一時刻,流入節點的電流之和等於流出節點的電流之和。

基爾霍夫電流定律於2023年由古斯塔夫·基爾霍夫所發現。該定律又稱節點電流定律,其內容是電路中任一個節點上,在任一時刻,流入節點的電流之和等於流出節點的電流之和。換句話說,所有流進的電能必須全部流出。

在基本的雙極電晶體中,由於只有電流輸入和輸出兩個埠,因此它可以直接適用該定律。

雖然物理定律不是隨便就可以推翻的,但是它們有時也需要修正。美國伊利諾斯大學電子和計算機工程教授米爾頓·馮和小尼克·侯隆亞克等研究人員通過開發出的三埠電晶體鐳射器(three-port transistor laser),對基爾霍夫電流定律進行了修正。

伊利諾斯大學研究人員通過使用量子阱修改基區和諧振器的外形,把電晶體的工作方式由自發發射轉變為受激發射。電晶體複合工藝的改變使器件特性發生了變化,使其具有一種基本的、潛在的接近鐳射器閾值的可用的非線性特性。三埠電晶體鐳射器通過把電輸入訊號轉變為兩個輸出訊號——一個電訊號和一個光訊號,從而提供了新的訊號混合和開關能力,把電晶體和鐳射器的功能結合了起來。

但是,新增加的光輸出第三埠帶來了意想不到的難題,即在兩種能量輸出形式並存的情況下如何運用電荷守恆定律和能量守恆定律。馮教授表示:「我們對此感到困惑。

它是如何工作的?它是否違背了基爾霍夫定律?定律又如何適用於光子或光訊號輸出的?

」侯隆亞克教授說:「光訊號與電訊號相連和相關,但在電晶體鐳射器中光訊號和電訊號的關係則被解除。基爾霍夫定律照顧到了電荷平衡,卻沒有照顧到能量平衡。

由此帶來的問題是,如何將該定律適用於所有情況,並以電路的語言將其表達出來。」

最終,三埠電晶體鐳射器所表現的特性促使研究人員對基爾霍夫定律進行了再檢驗和修正,以使其能適用於解釋電子和光子,從而有效地將電流定律擴充套件為電流—能量定律。在2023年5月10日的《應用物理雜誌》網路版上,研究人員發表了有關的模型和支援資料。馮教授表示,過去的定律僅與從給定節點流出的電子相關,從不涉及能量守恆的問題。

他說:「這是我們首次看到能量是如何參與到守恆過程中的。」

基於修正定律的計算機模型與從三埠電晶體鐳射器收集的資料相符,可非常精確地**出積體電路的頻寬、速度和其他特性。通過研究三埠電晶體鐳射器中電子、光子和半導體的行為,研究人員將可開發出該器件在高速訊號處理、積體電路、光通訊及超級計算中的多種應用。

2樓:尉遲淑琴戰夏

電路中某一點的流出電電流與流入電流相等;用數學的說話就是電路中某一點的電流代數和為0(設定電流流入為正電流流出為負);

1、簡述基爾霍夫電流定律(kcl)和電壓定律(kvl)。 2、畫圖說明半導體(n型)的形成原理。

3樓:愛幫忙的沙礫

1.簡述基爾霍夫電流定律(kcl)和電壓定律(kvl)。

基爾霍夫電流定律(kcl):在集總電路中,任何時刻,對任一結點,所有流出結點的支路電流的代數和恆等於零。

基爾霍夫電壓定律(kvl):在集總電路中,任何時刻,沿任一回路,所有支路電壓的代數和恆等於零。

2、半導體(n型)的形成原理。

n型半導體:也稱為電子型半導體。n型半導體即自由電子濃度遠大於空穴濃度的雜質半導體。

在純淨的矽晶體中摻入五價元素(如磷),使之取代晶格中矽原子的位置,就形成了n型半導體。在n型半導體中,自由電子為多子,空穴為少子,主要靠自由電子導電。自由電子主要由雜質原子提供,空穴由熱激發形成。

摻入的雜質越多,多子(自由電子)的濃度就越高,導電效能就越強。

基爾霍夫電流定律的理論及計算

4樓:莫邪5糴

基爾霍夫電流定律表明: 所有進入某節點的電流的總和等於所有離開這節點的電流的總和。 或者,更詳細描述為:

假設進入某節點的電流為正值,離開這節點的電流為負值,則所有涉及這節點的電流的代數和等於零。 以方程表達,對於電路的任意節點滿足:

其中,ik 是第 k 個進入或離開這節點的電流,是流過與這節點相連線的第 k 個支路的電流,可以是實數或複數。[4] 由於累積的電荷(單位為庫侖)是電流(單位為安培)與時間(單位為秒)的乘積,從電荷守恆定律可以推匯出這條定律。其實質是穩恆電流的連續性方程,即根據電荷守恆定律,流向節點的電流之和等於流出節點的電流之和。

思考電路的某節點,跟這節點相連線有 n 個支路。假設進入這節點的電流為正值,離開這節點的電流為負值,則經過這節點的總電流 i 等於流過支路 k 的電流ik的代數和:

將這方程積分於時間,可以得到累積於這節點的電荷的方程:

其中,是累積於這節點的總電荷,是流過支路 k的電荷,t0 是檢驗時間,t 是積分時間變數。

假設 q>0 ,則正電荷會累積於節點;否則,負電荷會累積於節點。根據電荷守恆定律,q 是個常數,不能夠隨著時間演進而改變。由於這節點是個導體,不能儲存任何電荷。

所以,q=0 、i=0 ,基爾霍夫電流定律成立:

從上述推導可以看到,只有當電荷量為常數時,基爾霍夫電流定律才會成立。通常,這不是個問題,因為靜電力相斥作用,會阻止任何正電荷或負電荷隨時間演進而累積於節點,大多時候,節點的淨電荷是零。

不過,電容器的兩塊導板可能會允許正電荷或負電荷的累積。這是因為電容器的兩塊導板之間的空隙,會阻止分別累積於兩塊導板的異性電荷相遇,從而互相抵消。對於這狀況,流向其中任何一塊導板的電流總和等於電荷累積的速率,而不是零。

但是,若將位移電流納入考慮,則基爾霍夫電流定律依然有效。只有當應用基爾霍夫電流定律於電容器內部的導板時,才需要這樣思考。若應用於電路分析(circuit analysis)時,電容器可以視為一個整體元件,淨電荷是零,所以原先的電流定律仍適用。

由更技術性的層面來說,取散度於麥克斯韋修正的安培定律,然後與高斯定律相結合,即可得到基爾霍夫電流定律:

其中,j 是電流密度, 是電常數,e 是電場,ρ 是電荷密度。

這是電荷守恆的微分方程。以積分的形式表述,從封閉表面流出的電流等於在這封閉表面內部的電荷 q 的流失率:

基爾霍夫電流定律等價於電流的散度是零的論述。對於不含時電荷密度,該定律成立。對於含時電荷密度,則必需將位移電流納入考慮。

簡述基爾霍夫定律~~

5樓:匿名使用者

基爾霍夫第一定律

第一定律又稱基爾霍夫電流定

律,簡記為kcl,是電流的連續性在集總引數電路上的體現,其物理背景是電荷守恆公理。它的內容為:在任一瞬時,流向某一結點的電流之和恆等於由該結點流出的電流之和。

基爾霍夫第二定律

第二定律又稱基爾霍夫電壓定律,簡記為kvl,是電場為位場時電位的單值性在集總引數電路上的體現,其物理背景是能量守恆公理。它的內容為:在任一瞬間,沿電路中的任一回路繞行一週,在該回路上電動勢之和恆等於各電阻上的電壓降之和。

求解,簡述基爾霍夫電流定律,基爾霍夫電壓定律

6樓:靠名真tm難起

1、基爾霍夫電流定律也稱為節點電流定律內容是電路中任一個節點上,在任一時刻,流入節點的電流之和等於流出節點的電流之和。(又簡寫為kcl)

2、基爾霍夫電壓定律內容是,在任何一個閉合迴路中,各元件上的電壓降的代數和等於電動勢的代數和,即從一點出發繞回路一週回到該點時,各段電壓的代數和恆等於零,即∑u=0。

7樓:匿名使用者

基爾霍夫電流定律(kcl):在集總電路中,任何時刻,對任一結點,所有流出結點的支路電流的代數和恆等於零。

基爾霍夫電壓定律(kvl):在集總電路中,任何時刻,沿任一回路,所有支路電壓的代數和恆等於零。

基爾霍夫電流定律

8樓:匿名使用者

在集總電路中,任何時刻,對任意結點,所有流出結點的支路電流的代數和恆等於零。

依據:電流連續性原理。

也就是說,在電路中任一點上,任何時刻都不會產生電荷的堆積或減少現象。

適用範圍:基爾霍夫定律不僅適用於電路中節點,也可以推廣到電路中任一閉合面。

1)定義:基爾霍夫電流定律(簡稱kcl):在集總電路中,在任一時刻,流出任一結點的電流代數和恆等於零。

即對任一結點有:∑i =0

注意:「流出」結點電流是相對於電流參考方向而言。「代數和」指電流參考方向,如果是流出結點,則該電流前面取「+」;相反,電流前面取「-」。

2)推廣:在集總電路中,在任一時刻,流出任一閉合面的電流代數和恆等於零。「代數和」指電流參考方向如果是流出閉合面,則該電流前面取「+」;相反,電流前面取「─」。

3)本質:是電流連續性的表現,即流入結點的電流等於流出結點的電流。

9樓:匿名使用者

kirchhoff』s law

揭示集總引數電路中流入節點的各電流和迴路各電壓的固有關係的法則。2023年由德國人g.r.

基爾霍夫提出。基爾霍夫定律包括基爾霍夫第一定律和基爾霍夫第二定律。基爾霍夫第一定律又稱基爾霍夫電流定律,它表示任何瞬時流入電路任一節點的電流的代數和等於零。

例如在電路圖中的節點a或b處,下述兩式分別成立:

i1(t)-i2(t)-i6(t)=0

i2(t)-i3(t)-i4(t)=0

基爾霍夫第二定律又稱基爾霍夫電壓定律,它表示任何瞬時,沿電路的任一回路,各支路電壓的代數和等於零。例如沿圖中的abca迴路(經支路2、3、6)或abcda迴路(經支路2、3、5、1),下述兩式分別成立:

u2(t)+u3(t)-u6(t)=0

u2(t)+u3(t)+u5(t)-u1(t)=0

10樓:匿名使用者

基爾霍夫電流定律是用來確定連結在同一節點上的各支路電流間關係的

11樓:茂桐富察通

基爾霍夫電流定律不就是:對於任何一個節點[也可以是一個封閉空間,比如,如圖的虛線圓],流入該節點的電流的代數和等於零。簡單說,對於該節點:流進

完全等於

流出。如圖,正確!當然符合「流入該節點的電流的代數和等於零」。

只是不要被那三個箭頭迷惑,比如三相交流電的三相電流,您要「看」到:電流大小、方向都在不斷改變而已;但靈魂不變--......代數和等於零。一通百通。

12樓:宮月柯微瀾

想象成水流也是一樣的,兩條小溪在a處流入大河,由於落差的原因,河水不會倒流。i1、i2、i3已經預設方向,也就是確定了電壓降方向,電流預設方向只能是i3=i1+i2。

3個變數,肯定還有其他限制條件,最終解題得出真實的電流方向。

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想象成水流也是一樣的,兩條小溪在a處流入大河,由於落差的原因,河水不會倒流。i1 i2 i3已經預設方向,也就是確定了電壓降方向,電流預設方向只能是i3 i1 i2。3個變數,肯定還有其他限制條件,最終解題得出真實的電流方向。其實基爾霍夫電流定律最基本的前提就是i1和i2都是具有方向的量,雖然表達為...

基爾霍夫定律例題,基爾霍夫定律應用的例題

基爾霍夫電流定律 1 kcl 任一集總引數電路中的任一節點,在任一瞬間流出 流入 該節點的所有電流的代數和恆為零,即就參考方向而言,流出節點的電流在式中取正號,流入節點的電流取負號。基爾霍夫電流定律是電流連續性和電荷守恆定律在電路中的體現。它可以推廣應用於電路的任一假想閉合面。基爾霍夫電壓定律 kv...

關於基爾霍夫定律的電路問題,關於基爾霍夫定律的一個電路問題

我只想說,基爾霍夫電壓定律叫基爾霍夫迴路電壓定律,不是叫基爾霍夫網孔電壓定律!網孔電壓怎麼能平衡呢?實際上並不存在網孔電壓這樣的定律,至於為什麼,似乎你已經發現了 基爾霍夫定律電路問題 當然適合,基爾霍夫定律是基本定律,適合所有電路。基爾霍夫第一定律又稱基爾霍夫電流定律,簡記為kcl,是電流的連續性...