Die krag van Kirchhoff se wette

Gustav Robert Kirchhoff (Königsberg, 12 Maart 1824-Berlyn, 17 Oktober 1887) was 'n Duitse natuurkundige, wie se belangrikste wetenskaplike bydraes tot die bekende Kirchhoff-wette gefokus het op die velde van elektriese stroombane, die teorie van plate, optika, spektroskopie en uitstraling van swart liggaamstraling. ' [een]

"Kirchhoff's Laws [2] word beskou as die spanning- en stroomverwantskappe tussen die verskillende elemente van 'n elektriese netwerk.

Dit is twee eenvoudige wette, maar 'kragtig', aangesien dit saam met die Ohm se wet toelaat om elektriese netwerke op te los, dit wil sê om die waardes van die strome en spanning van die elemente te ken en sodoende die gedrag van die aktiewe en passiewe elemente van die netwerk te ken.

Ons nooi u uit om die artikel van Ohm se wet en sy geheime

BASIESE BEGRIPPE Kirchhoff se wet:

In 'n elektriese netwerk kan die elemente op verskillende maniere verbind word volgens die behoefte en nut van die netwerk. Vir die studie van netwerke word terminologie gebruik soos knope of knope, maas en takke. Sien figuur 1.

Elektriese netwerk in Kirchhoff se wet:

Stroombaan bestaan ​​uit verskillende elemente soos motors, kondensators, weerstand, onder andere.

Knooppunt:

Verbindingspunt tussen die elemente. Dit word deur 'n punt gesimboliseer.

Rama:

Die tak van 'n netwerk is die geleier waardeur 'n elektriese stroom van dieselfde intensiteit sirkuleer. 'N Tak is altyd tussen twee nodusse. Die takke word deur lyne gesimboliseer.

Maas:

Pad gesluit in 'n baan.

In figuur 2 is daar 'n elektriese netwerk met:

• In figuur 2 (a) is twee maas: die eerste maas wat die roete ABCDA maak, en die tweede maas wat die roete BFECB maak. Met twee (2) knooppunte by punt B en die gemeenskaplike punt DCE.

• In figuur 2 (b) kan maas 1 en 2 gesien word.

-EERSTE REG VAN KIRCHOFF "Stromingsreg of knooppuntreg"

Kirchhoff se eerste wet stel dat 'die algebraïese som van die huidige intensiteite by 'n knoop nul is' [3]. Wiskundig word dit voorgestel deur die uitdrukking (sien formule 1):

Om die Kirchhoff Huidige wet hulle word oorweeg "Positief" die strome wat die nodus binnedring, en "Negatief" die strome wat uit die nodus kom. In figuur 3 is daar byvoorbeeld 'n knoop met 3 takke, waar die stroomintensiteite (as) en (i1) positief is aangesien hulle die nodus binnekom, en die stroomintensiteit (i2), wat die knoop verlaat, negatief is; Dus, vir die knooppunt in figuur 1, word die huidige wet van Kirchhoff bepaal as:

Nota - Algebraïese som: dit is 'n kombinasie van optel en aftrek van heelgetalle. Een manier om algebraïese optellings te doen, is om die positiewe getalle op te tel, afgesien van die negatiewe getalle, en trek dit dan af. Die teken van die resultaat hang af van die getalle (positief of negatief is groter).

In Kirchhoff se wette, die eerste wet is gebaseer op die wet op die behoud van aanklagte, wat verklaar dat die algebraïese som van elektriese ladings binne 'n elektriese netwerk nie verander nie. Dus word geen nettolading in die nodusse gestoor nie, dus is die som van die elektriese strome wat 'n knoop binnegaan gelyk aan die som van die strome wat dit verlaat:

Miskien sal jy dalk belangstel: Die krag van Watt se wet

-KIRCHHOFF SE TWEEDE WET "Spanningswet "

Kirchhoff se tweede wet bepaal dat 'die algebraïese som van die spanning rondom 'n geslote pad nul is' [3]. Wiskundig word dit voorgestel deur die uitdrukking: (sien formule 3)

In figuur 4 is daar 'n elektriese netwerk van 'n maas: vasgestel dat 'n stroom "i" in die kloksgewys in die maas sirkuleer.

-OPLOSSING VAN OEFENINGE MET DIE WETTE VAN KIRCHHOFF

Algemene prosedure

• Ken 'n stroom aan elke tak toe.
• Kirchhoff se huidige wet word op die stroombaanknope minus een toegepas.
• 'N Naam en polariteit word op die spanning van elke elektriese weerstand geplaas.
• Ohm se wet om spanning uit te druk as 'n funksie van elektriese stroom.
• Die maas van die elektriese netwerk word bepaal en Kirchhoff se spanningswet word op elke maas toegepas.
• Los die vergelykingsstelsel op wat deur die vervangingsmetode, Cramer se reël of 'n ander metode verkry word.

BESLOTE OEFENINGE:

Oefening 1. Dui aan vir die elektriese netwerk:
a) Aantal takke, b) Aantal knope, c) Aantal maas.

oplossing:

a) Die netwerk het vyf takke. In die volgende figuur word elke tak tussen stippellyne aangedui:

b) Die netwerk het drie nodusse, soos in die volgende figuur getoon. Die nodusse word tussen stippellyne aangedui:

c) Die net het 3 maas, soos in die volgende figuur getoon:

Oefening 2. Bepaal die stroom i en die spanning van elke element

Oplossing:

Die elektriese netwerk is 'n maas, waar 'n enkele stroomsterkte sirkuleer wat aangedui word as 'i'. Om die elektriese netwerk op te los, pas die Ohm se wet op elke weerstand en Kirchhoff se spanningswet op die maas.

Volgens die wet van Ohm, is die spanning gelyk aan die intensiteit van die elektriese stroom keer die waarde van die weerstand:

Dus, vir weerstand R₁, die spanning V_R1 is:           

Vir weerstand R₂, die spanning V_R2 is:

Die toepassing van Kirchhoff se spanningswet op die maas en die roete kloksgewys maak:

Die vervanging van hierdie spanning het:

Die term word met 'n positiewe teken na die ander kant van die gelykheid oorgedra en die huidige intensiteit word skoongemaak:

Die waardes van die spanningsbron en die elektriese weerstand word vervang:

Die intensiteit van die stroom wat deur die netwerk vloei, is: i = 0,1 A.

Die spanning oor die weerstand R₁ is:

Die spanning oor die weerstand R₂ is:

Die resultaat:

GEVOLGTREKKINGS aan Kirchhoff se wet

Die bestudering van Kirchhoff's Laws (Kirchhoff's Act of Current, Kirchhoff's voltage law), tesame met Ohm's Law, is die fundamentele basis vir die ontleding van enige elektriese netwerk.

Met die huidige wet van Kirchhoff wat bepaal dat die algebraïese som van die strome in 'n knoop nul is, en die spanningswet wat aandui dat die algebraïese som van die spannings in 'n maas nul is, word die verwantskappe tussen strome en spannings in enige elektriese netwerk bepaal. van twee of meer elemente.

Con el amplio uso de la electricidad en la industria, comercio, hogares, entre otros, las Leyes de Kirchhoff se utilizan diariamente para el estudio de infinidades de redes y sus aplicaciones.

Ons nooi u uit om u kommentaar, twyfel of 'n tweede deel van hierdie baie belangrike KIRCHOFF-WET op te los en natuurlik kan u ons vorige plasings sien as Elektriese meetinstrumente (Ohmmeter, Voltmeter en Ammeter)