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基尔霍夫定律 · 回路电压与节点电流

DC电路(双网孔) | 调节任意电阻值,观察KVL和KCL始终成立
\(U_1 = 12\text{V}\)(固定)  |  三个回路 · 四个电阻 · 两个网孔电流

电路参数设置

100 Ω
10 Ω1000 Ω
200 Ω
10 Ω1000 Ω
300 Ω
10 Ω1000 Ω
100 Ω
10 Ω1000 Ω
12.00 V

固定电压源,位于左侧支路

电路结构图

双网孔DC电路
双网孔DC电路拓扑结构
网孔电流:\(I_1\)(左蓝)  \(I_2\)(右橙)
支路电流:\(I_{R1}=I_1,\; I_{R4}=I_1,\; I_{R2}=I_1-I_2,\; I_{R3}=I_2\)

支路电压分布 · 柱状图

左网孔: \(U_1 - U_{R1} - U_{R2} - U_{R4} = 0.000\text{ V}\)
右网孔: \(U_{R2} - U_{R3} = 0.000\text{ V}\)
四个电阻上的电压降  |  各电阻端电压 \(U_{R1} \sim U_{R4}\)

电流计算结果

网孔电流 \(I_1\)(蓝色) — mA
网孔电流 \(I_2\)(橙色) — mA
\(I_{R1}\) — mA
\(I_{R2} = I_1 - I_2\) — mA
\(I_{R3}\) — mA
\(I_{R4}\) — mA

KVL & KCL 验证

回路1(左):\(U_1 - U_{R1} - U_{R2} - U_{R4}\) = 0.000 V
回路2(右):\(U_{R2} - U_{R3}\) = 0.000 V
回路3(外):\(U_1 - U_{R1} - U_{R3} - U_{R4}\) = 0.000 V
KCL(节点B):\(I_{R1} = I_{R2} + I_{R3}\)
—

基尔霍夫电压定律(KVL)

\(\sum V = 0\) 环绕任何闭合回路,电压升的代数和等于电压降的代数和。无论元件参数如何变化,KVL始终严格成立。本仿真展示了3个回路的KVL验证:左回路(\(U_1\)-\(R_1\)-\(R_2\)-\(R_4\))、右回路(\(R_2\)-\(R_3\))和外回路(\(U_1\)-\(R_1\)-\(R_3\)-\(R_4\))。

基尔霍夫电流定律(KCL)

\(\sum I = 0\) 在任意节点,流入节点的电流总和等于流出节点的电流总和。在本电路中,顶部中间节点B处:\(I_{R1}\)(流入)= \(I_{R2} + I_{R3}\)(流出),KCL始终精确成立。调节任何电阻值均可验证此关系。