电路理论/基尔霍夫定律
基尔霍夫定律是一种用于求解每个器件上的电压和流过每个器件的电流的方法。它考虑了电路拓扑（串联/并联）、多个电源、不同类型的电源以及不同类型的元件。技术员课程会花费大量时间来培养直觉，最终会发展出超越本课程“设计、理论、科学”范围的专业知识。
基尔霍夫定律总是有效。它是所有仿真软件的基础。这里的目标是能够检查、发展估计，并建立对仿真软件的信任和理解。
基尔霍夫定律从一个图开始。该图是标有电压极性和电流方向的电路图，其中包含前面描述的回路和节点。没有此图，基尔霍夫电路分析无法开始。
电路可以是现有的反向工程的电路。电路可以是探索替代方案的思想实验。电阻、电容、电感以及任何电压或电流、任何电源电压或电流都可能是未知量。
对于每个未知量，根据线性代数都需要一个方程。基尔霍夫定律在三个地方找到方程
- 端点关系
- 回路
- 节点
查看图并写下每个已知量和未知量的符号。如果未知，写下。如果已知，写下在它旁边。
电源值应分配符号，例如，然后如果已知，则赋予值。
计算未知量的数量。元件值（电阻、电容、电感）、电压或电流可以是未知量。这就是需要的方程式数量。
计算元件的数量。加上回路和节点的数量。这就是方程式数量。如果未知量的数量不匹配，则存在问题。
如果方程式太多，则有两种可能性
- 问题是过度约束（需要将固定数值常量变为变量，需要在设计过程中重新协商要求）
- 存在一个相关方程（更难，这就是存在所有关于符号、方向、回路和节点计数的规则的原因）
如果未知量太多，则以下是可能性。
- 问题是欠约束。用符号求解，列出将作为答案中的符号的独立变量以及将等于某个值的因变量。有时整个问题需要用符号求解，并且没有数字。
- 如果问题来自教科书，则重新阅读问题，也许有其他事实可以转化为方程式。
- 做出假设。非常明确地、响亮地做出假设……现在，在问题的开始。
端点方程已在前面介绍过。这里有一些补充说明
- 如果电流没有进入 + 电压侧，则添加一个负号。
- 写出微分形式，而不是积分形式的端点关系。
- 独立电源没有端点关系，但相关电源有端点关系。
- 现在不要尝试求解包含微分的方程，只需写下它们即可。
能量守恒原理意味着任何闭合回路周围的电势差（电压）之和为零
用手指按照标定的方向绕回路走。如果手指先进入正极侧，则电压（在公式中，可能不在解决方案中）为正。如果手指先进入负极侧，则电压为负。在两种情况下，电压将为负
- 电压源最终被任意设定为负
- 前一个回路先标定了电压，并且恰好方向相反
电流方向在回路方程中无关紧要。
为每个回路写一个方程。
目标不是猜测答案的 + 或 - 电压（技术人员的目标）。目标是使方程中的 + 或 - 正确地匹配电路。完成后，最后一步是查看答案，看看它们从直观的角度是否有意义。就是这样。
电荷守恒原理意味着在任何“节点”处，流入节点的电流之和为零。
n 是连接到“节点”的具有电流的支路总数。
如果电流流入节点，则将其设为正。如果电流流出节点，则将其设为负。
检查串联部分是否存在两个不同的电流符号。串联部分的电流应该相同。
“+”和“ - ”符号的目的是在方程式中捕捉电路设计。这与最终电流是否流入或流出节点无关。不要试图猜测电流方向。
没有。
基尔霍夫分析失效的原因是，随着电路变得更加复杂，方程的数量会急剧增加。这对计算机来说不是问题，但对工程师和技术人员来说是一个问题。本课程的其余部分充满了数学、简化、怪癖、技巧、提示和捷径。所有这些都有局限性。所有这些都会在某个时候失效。目标是遍历它们，观察它们成功和失败的条件，然后将它们添加到我们的设计工具箱和直觉中。