基尔霍夫定理的意义
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发布时间：2022-04-22 23:53
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时间：2023-10-09 00:04
一、基尔霍夫第一定律
汇于节点的各支路电流的代数和等于零，用公式表示为：
∑I=0
又被称作基尔霍夫电流定律（KCL）。
基尔霍夫第一定律的理论基础是稳恒电流下的电荷守恒定律。应用时，若规定流出节点的电流为正，则流向节点的电流为负。由此列出的方程叫做节点电流方程。
假设A节点连接着4条支路，那么我们就可以把这四条支路的电流设出来，I1,I2,I3,I4。设流入为正，流出为负，那么总有：I1+I2+I3+I4=0。
对于一个有n个节点的电路，可以列出n-1个的方程，组成基尔霍夫第一方程组。
二、基尔霍夫第二定律
沿任意回路环绕一周回到出发点，电动势的代数和等于回路各支路电阻（包括电源的内阻在内）和支路电流的乘积（即电压的代数和）。用公式表示为：
∑E=∑RI
又被称作基尔霍夫电压定律(KVL)。
基尔霍夫第二定律的理论基础是稳恒电场条件下的电压环路定理，即：沿回路环绕一周回到出发点，电位降为零。电流及电动势的符号规则是：人已选定一绕行方向，电流方向与绕行方向相同时电动势符号为正，反之为负。由此列出的方程叫做回路电压方程。
例如在一个简单的回路ABCD上有一个电源E，内阻为r，分别有R1,R2,R3三个电阻。选择绕行方向为顺时针，在这个简单的电路中只有一个回路，所以电流都是I。
那么有： rI+R1I+R2I+R3I=E
其实在更为一般的电路中一个回路的各个边上的电流并不一定相等，但是仍然可以将各个边上的电流设出来（如果未知的话，可以计算出来的就不要设了，表示一下就可以。），用同样的方法进行计算。
三、基尔霍夫电路定律的应用
当电路中各电动势及电阻给定时，可任意标定电流方向，根据基尔霍夫方程组即可唯一的解出支路的电流值。基尔霍夫定律是电路计算的理论基础，根据基尔霍夫定律可以导出其他一些有用的定理：例如网孔电流定理，回路电流定理，节点电压定理等等，这些定理给电路计算带来了很大的方便，是电路分析和计算的有效工具。
基尔霍夫定律在稳恒条件下是严格成立的，在准稳恒条件下，即整个电路的尺度远远小于电路工作频率下的电磁波长时，基尔霍夫定律也符合得很好。在交流电中，基尔霍夫定律和向量法、拉普拉斯变换（Laplace Transform）的结合使用，可以让交流电路如同稳恒电路一样大大简化。
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时间：2023-10-09 00:05
基尔霍夫辐射定律
在同样的温度下，各种不同物体对相同波长的单色辐射出射度与单色吸收比之比值都相等，并等于该温度下黑体对同一波长的单色辐射出射度。辐射传热
radiant heat transfer
依靠电磁波辐射实现热冷物体间热量传递的过程，是一种非接触式传热，在真空中也能进行。物体发出的电磁波，理论上是在整个波谱范围内分布，但在工业上所遇到的温度范围内，有实际意义的是波长位于0.38～1000μm之间的热辐射,而且大部分位于红外线(又称热射线)区段中0.76～20μm的范围内。所谓红外线加热,就是利用这一区段的热辐射。研究热辐射规律，对于炉内传热的合理设计十分重要，对于高温炉操作工的劳动保护也有积极意义。当某系统需要保温时，即使此系统的温度不高，辐射传热的影响也不能忽视。如保温瓶胆镀银，就是为了减少由辐射传热造成的热损失。
热辐射的基本概念 任何物体在发出辐射能的同时，也不断吸收周围物体发来的辐射能。一物体辐射出的能量与吸收的能量之差，就是它传递出去的净能量。物体的辐射能力（即单位时间内单位表面向外辐射的能量），随温度的升高增加很快。一般说来，当一物体受到其他物体投来的辐射（能量为Q）时,其中被吸收转为热能的部分为QA,被反射的部分为QR，透过物体的部分为QD,显然这些部分与总能量之间有下式所示的关系：
QA+QR+QD=Q
如果把A=QA/Q称为吸收率,R=QR/Q称为反射率,D=QD/Q称为穿透率，则有：
A+R+D=1
若物体的A=1，R=D=0，即到达该物体表面的热辐射的能量完全被吸收，此物体称为绝对黑体,简称黑体。若R=1，A=D=0,即到达该物体表面的热辐射的能量全部被反射；当这种反射是规则的，此物体称为镜体；如果是乱反射，则称为绝对白体。若D=1，A=R=0，即到达物体表面的热辐射的能量全部透过物体，此物体称为透热体。实际上没有绝对黑体和绝对白体，仅有些物体接近绝对黑体或绝对白体。例如：没有光泽的黑漆表面接近于黑体，其吸收率为0.97～0.98；磨光的铜表面接近于白体，其反射率可达0.97。影响固体表面的吸收和反射性质的，主要是表面状况和颜色，表面状况的影响往往比颜色更大。固体和液体一般是不透热的。热辐射的能量穿过固体或液体的表面后只经过很短的距离（一般小于1mm,穿过金属表面后只经过1μm）,就被完全吸收。气体对热辐射能几乎没有反射能力，在一般温度下的单原子和对称双原子气体（如 Ar、He、H2、N2、O2等），可视为透热体，多原子气体（如CO2、H2O、SO2、NH3、CH4等）在特定波长范围内具有相当大的吸收能力。
辐射能力和吸收能力 理论研究证明，黑体的辐射能力E0为：
E0=σ·Tˇ4
此式称为斯忒藩－波耳兹曼定律。式中T为绝对温度；σ0为黑体的辐射常数（或称斯忒藩-波耳兹曼常数）,其值为5.669×10-8 W/(m2·K4)。为应用方便,此式可改写为：
式中C0为黑体的辐射系数,其值为5.669W/(m2·K4)。此式表明，温度对热辐射的影响极大。低温时热辐射常可忽略（如普通换热器中）；高温时（如炉膛内），则成为传热的主要方式。
实际物体的辐射能的波长分布规律，随物体和温度而异。设实际物体辐射任一波λ的辐射能力为Eλ，在同温度下的黑体辐射相同波长的能力为E0λ；若Eλ/E0λ=常数,即物体的辐射能力与波长无关,则这种物体称为灰体。大多数工程材料在热辐射波长范围内接近于灰体。灰体的辐射能力E可表示为：
式中C(<C0)为灰体的辐射系数，其数值与物体的表面状况及温度有关。
物体的辐射能力与同一温度下黑体的辐射能力之比ε，等于各自的辐射系数之比，即ε=E/E0=C/C0。ε称为黑度，它代表物体的相对辐射能力。G.R.基尔霍夫发现，任何物体的辐射能力与吸收率A的比值都相同,且恒等于同温度下绝对黑体的辐射能力，即：
此式称为基尔霍夫定律。它表明物体的吸收率与黑度在数值上相等，即物体的辐射能力越大，吸收能力也越大。
两固体间的辐射传热 两物体间辐射传热的速率Q12可表示为：
式中T1、T2分别为两物体的表面温度;F1为一物体的表面面积;φ12为以F1为基准的角系数，代表一物体辐射出去的能量投射到表面F2的分率，它取决于两物体的形状、大小和相对位置；C12为总辐射系数，其值与两物体的黑度、大小、形状和相对位置有关。可以证明
参考资料：http://ke.baidu.com/view/992683.htm
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时间：2023-10-09 00:05
基尔霍夫辐射定律
在同样的温度下，各种不同物体对相同波长的单色辐射出射度与单色吸收比之比值都相等，并等于该温度下黑体对同一波长的单色辐射出射度。辐射传热
radiant heat transfer
依靠电磁波辐射实现热冷物体间热量传递的过程，是一种非接触式传热，在真空中也能进行。物体发出的电磁波，理论上是在整个波谱范围内分布，但在工业上所遇到的温度范围内，有实际意义的是波长位于0.38～1000μm之间的热辐射,而且大部分位于红外线(又称热射线)区段中0.76～20μm的范围内。所谓红外线加热,就是利用这一区段的热辐射。研究热辐射规律，对于炉内传热的合理设计十分重要，对于高温炉操作工的劳动保护也有积极意义。当某系统需要保温时，即使此系统的温度不高，辐射传热的影响也不能忽视。如保温瓶胆镀银，就是为了减少由辐射传热造成的热损失。
热辐射的基本概念 任何物体在发出辐射能的同时，也不断吸收周围物体发来的辐射能。一物体辐射出的能量与吸收的能量之差，就是它传递出去的净能量。物体的辐射能力（即单位时间内单位表面向外辐射的能量），随温度的升高增加很快。一般说来，当一物体受到其他物体投来的辐射（能量为Q）时,其中被吸收转为热能的部分为QA,被反射的部分为QR，透过物体的部分为QD,显然这些部分与总能量之间有下式所示的关系：
QA+QR+QD=Q
如果把A=QA/Q称为吸收率,R=QR/Q称为反射率,D=QD/Q称为穿透率，则有：
A+R+D=1
若物体的A=1，R=D=0，即到达该物体表面的热辐射的能量完全被吸收，此物体称为绝对黑体,简称黑体。若R=1，A=D=0,即到达该物体表面的热辐射的能量全部被反射；当这种反射是规则的，此物体称为镜体；如果是乱反射，则称为绝对白体。若D=1，A=R=0，即到达物体表面的热辐射的能量全部透过物体，此物体称为透热体。实际上没有绝对黑体和绝对白体，仅有些物体接近绝对黑体或绝对白体。例如：没有光泽的黑漆表面接近于黑体，其吸收率为0.97～0.98；磨光的铜表面接近于白体，其反射率可达0.97。影响固体表面的吸收和反射性质的，主要是表面状况和颜色，表面状况的影响往往比颜色更大。固体和液体一般是不透热的。热辐射的能量穿过固体或液体的表面后只经过很短的距离（一般小于1mm,穿过金属表面后只经过1μm）,就被完全吸收。气体对热辐射能几乎没有反射能力，在一般温度下的单原子和对称双原子气体（如 Ar、He、H2、N2、O2等），可视为透热体，多原子气体（如CO2、H2O、SO2、NH3、CH4等）在特定波长范围内具有相当大的吸收能力。
辐射能力和吸收能力 理论研究证明，黑体的辐射能力E0为：
E0=σ·Tˇ4
此式称为斯忒藩－波耳兹曼定律。式中T为绝对温度；σ0为黑体的辐射常数（或称斯忒藩-波耳兹曼常数）,其值为5.669×10-8 W/(m2·K4)。为应用方便,此式可改写为：
式中C0为黑体的辐射系数,其值为5.669W/(m2·K4)。此式表明，温度对热辐射的影响极大。低温时热辐射常可忽略（如普通换热器中）；高温时（如炉膛内），则成为传热的主要方式。
实际物体的辐射能的波长分布规律，随物体和温度而异。设实际物体辐射任一波λ的辐射能力为Eλ，在同温度下的黑体辐射相同波长的能力为E0λ；若Eλ/E0λ=常数,即物体的辐射能力与波长无关,则这种物体称为灰体。大多数工程材料在热辐射波长范围内接近于灰体。灰体的辐射能力E可表示为：
式中C(<C0)为灰体的辐射系数，其数值与物体的表面状况及温度有关。
物体的辐射能力与同一温度下黑体的辐射能力之比ε，等于各自的辐射系数之比，即ε=E/E0=C/C0。ε称为黑度，它代表物体的相对辐射能力。G.R.基尔霍夫发现，任何物体的辐射能力与吸收率A的比值都相同,且恒等于同温度下绝对黑体的辐射能力，即：
此式称为基尔霍夫定律。它表明物体的吸收率与黑度在数值上相等，即物体的辐射能力越大，吸收能力也越大。
两固体间的辐射传热 两物体间辐射传热的速率Q12可表示为：
式中T1、T2分别为两物体的表面温度;F1为一物体的表面面积;φ12为以F1为基准的角系数，代表一物体辐射出去的能量投射到表面F2的分率，它取决于两物体的形状、大小和相对位置；C12为总辐射系数，其值与两物体的黑度、大小、形状和相对位置有关。可以证明
参考资料：http://ke.baidu.com/view/992683.htm
