Moć Kirchhoffovih zakona

Gustav Robert Kirchhoff (Königsberg, 12. marta 1824. - Berlin, 17. oktobra 1887.) bio je njemački fizičar, čiji su glavni naučni doprinosi poznatim Kirchhoffovim zakonima bili usmjereni na polja električnih krugova, teoriju ploča, optiku, spektroskopiju i emisija zračenja crnog tijela. " [jedan]

"Kirchhoffovi zakoni" [2] smatraju se odnosima napona i struje između različitih elemenata električne mreže.

To su dva jednostavna zakona, ali "moćna", jer zajedno sa Ohmov zakon Omogućuju rješavanje električnih mreža, to je poznavanje vrijednosti struja i napona elemenata, pa tako i ponašanje aktivnih i pasivnih elemenata mreže.

Pozivamo vas da pogledate članak od Ohmov zakon i njegove tajne

OSNOVNI POJMOVI Kirchhoffov zakon:

U električnoj mreži elementi se mogu povezati na različite načine prema potrebi i korisnosti mreže. Za proučavanje mreža koristi se terminologija poput čvorova ili čvorova, mreža i grana. Pogledajte sliku 1.

Električna mreža u Kirchhoffovom zakonu:

Krug sastavljen od različitih elemenata kao što su motori, kondenzatori, otpor, između ostalog.

Čvor:

Tačka spajanja između elemenata. Simbolizira ga točka.

Rama:

Grana mreže je vodič kroz koji cirkulira električna struja istog intenziteta. Podružnica je uvijek između dva čvora. Grane su simbolizirane linijama.

Mesh:

Cesta zatvorena u krugu.

Na slici 2 nalazi se električna mreža sa:

• Na slici 2 (a) dvije mreže: prva mreža koja čini rutu ABCDA, a druga mreža koja čini rutu BFECB. Sa dva (2) čvora u tački B i zajedničkom tačkom DCE.

• Na slici 2 (b) možete vidjeti mrežice 1 i 2.

-PRVI KIRCHOFFOV ZAKON "Zakon struja ili zakon čvorova"

Kirchhoffov prvi zakon utvrđuje da je "Algebarska suma intenziteta struja u čvoru jednaka nuli" [3]. Matematički je predstavljen izrazom (vidi formulu 1):

Da biste primijenili Kirchhoffov trenutni zakon oni se smatraju "Pozitivno" struje koje ulaze u čvor i "Negativan" struje koje izlaze iz čvora. Na primjer, na slici 3 postoji čvor s 3 grane, gdje su intenziteti struje (ako) i (i1) pozitivni budući da ulaze u čvor, a trenutni intenzitet (i2) koji napušta čvor smatra se negativnim; Dakle, za čvor na slici 1, Kirchhoffov trenutni zakon uspostavljen je kao:

Bilješka - Algebarska suma: to je kombinacija sabiranja i oduzimanja cijelih brojeva. Jedan od načina za algebarsko sabiranje je dodavanje pozitivnih brojeva osim negativnih, a zatim oduzimanje. Znak rezultata ovisi o tome koji je od brojeva (pozitivan ili negativan veći).

U Kirchhoffovim zakonima, prvi zakon zasnovan je na zakonu o očuvanju naboja, koji kaže da se algebarska suma električnih naboja unutar električne mreže ne mijenja. Dakle, u čvorovima se ne čuva neto naboj, pa je zbroj električnih struja koje ulaze u čvor jednak zbroju struja koje ga napuštaju:

Možda vas zanima: Snaga Watovog zakona

-KIRCHHOFFOV DRUGI ZAKON "Zakon o tenzijama "

Kirchhoffov drugi zakon kaže da je "algebarska suma naprezanja oko zatvorenog puta jednaka nuli" [3]. Matematički je predstavljen izrazom: (vidi formulu 3)

Na slici 4 postoji električna mreža mreže: utvrđeno je da struja "i" cirkulira mrežom u smjeru kazaljke na satu.

-RJEŠAVANJE VJEŽBI SA ZAKONIMA KIRCHHOFFA

Opšti postupak

• Dodijelite tok svakoj grani.
• Kirchhoffov trenutni zakon primjenjuje se na čvorovima kola minus jedan.
• Ime i polaritet stavljaju se na napon svakog električnog otpora.
• Ohmov zakon za izražavanje napona u funkciji električne struje.
• Određuju se mrežice električne mreže i na svaku mrežu primjenjuje se Kirchhoffov zakon o naponu.
• Riješite sistem jednadžbi dobivenih metodom supstitucije, Cramerovim pravilom ili nekom drugom metodom.

RJEŠENE VJEŽBE:

Vježba 1. Za električnu mrežu naznačite:
a) Broj grana, b) Broj čvorova, c) Broj mrežica.

Rešenje:

a) Mreža ima pet ogranaka. Na sljedećoj je slici svaka grana naznačena između isprekidanih linija svake grane:

b) Mreža ima tri čvora, kao što je prikazano na sljedećoj slici. Čvorovi su naznačeni između isprekidanih linija:

c) Mreža ima 3 mrežice, kao što je prikazano na sljedećoj slici:

Vježba 2. Odredite struju i i napone svakog elementa

Rešenje:

Električna mreža je mreža, kojom kruži jedan intenzitet struje koji je označen kao "i". Za rješavanje električne mreže primijenite Ohmov zakon na svakom otporu i Kirchhoff-ov zakon napona na mreži.

Ohmov zakon kaže da je napon jednak intenzitetu električne struje pomnožen sa vrijednošću otpora:

Dakle, za otpor R₁, napon V_R1 je:           

Za otpor R₂, napon V_R2 je:

Primjenjujući Kirchhoffov zakon o naponu na mrežu, praveći rutu u smjeru kazaljke na satu:

Zamjenom ovih napona imamo:

Pojam se prenosi s pozitivnim predznakom na drugu stranu jednakosti, a trenutni intenzitet se briše:

Vrijednosti izvora napona i električnih otpora zamjenjuju se:

Intenzitet struje koja teče kroz mrežu je: i = 0,1 A

Napon na otporniku R₁ je:

Napon na otporniku R₂ je:

Rezultat:

ZAKLJUČCI Kirchhoffovom zakonu

Proučavanje Kirchhoff-ovih zakona (Kirchhoff-ov zakon struje, Kirchhoff-ov zakon napona), zajedno sa Ohmovim zakonom, su temeljne osnove za analizu bilo koje električne mreže.

Uz Kirchhoffov trenutni zakon koji kaže da je algebarski zbroj struja u čvoru jednak nuli, a zakon napona koji ukazuje da je algebarski zbroj napona u mreži jednak nuli, odnosi između struja i napona određuju se u bilo kojoj električnoj mreži od dva ili više elemenata.

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.

Pozivamo vas da ostavite komentare, sumnje ili zatražite drugi dio ovog vrlo važnog KIRCHOFF ZAKONA i naravno možete vidjeti naše prethodne postove kao Električni mjerni instrumenti (ohmmetar, voltmetar i ampermetar)