Síla Kirchhoffových zákonů
Gustav Robert Kirchhoff (Königsberg, 12. března 1824 - Berlín, 17. října 1887) byl německý fyzik, jehož hlavní vědecké příspěvky ke známým Kirchhoffovým zákonům se zaměřily na oblasti elektrických obvodů, teorii desek, optiku, spektroskopii a emise záření černého tělesa. “ [jeden]
„Kirchhoffovy zákony“ [2] jsou považovány za vztahy napětí a proudu mezi různými prvky elektrické sítě.
Jsou to dva jednoduché zákony, ale „mocné“, protože společně s Ohmův zákon Umožňují řešit elektrické sítě, to znamená znát hodnoty proudů a napětí prvků, a tak znát chování aktivních a pasivních prvků sítě.
Zveme vás k přečtení článku Ohmův zákon a jeho tajemství
ZÁKLADNÍ POJMY Kirchhoffův zákon:
V elektrické síti mohou být prvky připojeny různými způsoby podle potřeby a užitečnosti sítě. Pro studium sítí se používá terminologie, jako jsou uzly nebo uzly, sítě a větve. Viz obrázek 1.
Elektrická síť podle Kirchhoffova zákona:
Obvod složený z různých prvků, jako jsou motory, kondenzátory, odpor, mimo jiné.
Uzel:
Spojovací bod mezi prvky. Je to symbolizováno bodem.
Rama:
Větev sítě je vodič, kterým cirkuluje elektrický proud stejné intenzity. Větev je vždy mezi dvěma uzly. Větve jsou symbolizovány čarami.
Malla:
Silnice uzavřena v okruhu.
Na obrázku 2 je elektrická síť s:
- Na obrázku 2 (a) dvě oka: první síť vytvářející trasu ABCDA a druhá síť vytvářející trasu BFECB. Se dvěma (2) uzly v bodě B a společným bodem DCE.
- Na obrázku 2 (b) vidíte oka 1 a 2.
- PRVNÍ ZÁKON KIRCHOFF „Zákon o proudech nebo zákon o uzlech“
První Kirchhoffův zákon stanoví, že „Algebraický součet intenzit proudů v uzlu je nulový“ [3]. Matematicky je reprezentován výrazem (viz vzorec 1):
Chcete-li použít Kirchhoffův současný zákon jsou považovány "Pozitivní" proudy vstupující do uzlu a "Záporný" proudy vycházející z uzlu. Například na obrázku 3 je uzel se 3 větvemi, kde jsou aktuální intenzity (if) a (i1) kladné, protože vstupují do uzlu, a aktuální intenzita (i2), která uzel opouští, je považována za negativní; Pro uzel na obrázku 1 je tedy Kirchhoffův současný zákon stanoven jako:
Poznámka - Algebraický součet: je to kombinace sčítání a odčítání celých čísel. Jedním ze způsobů algebraického sčítání je přidání kladných čísel od záporných čísel a jejich následné odečtení. Znaménko výsledku závisí na tom, které z čísel (kladné nebo záporné je větší).
V Kirchhoffových zákonech první zákon vychází ze zákona zachování poplatku, který uvádí, že algebraický součet elektrických nábojů v elektrické síti se nemění. V uzlech tedy není uložen žádný čistý náboj, proto se součet elektrických proudů, které vstupují do uzlu, rovná součtu proudů, které jej opouštějí:
Možná vás možná zajímá: Síla Wattova zákona
-KIRCHHOFFOVA DRUHÁ ZÁKONA "Zákon napětí “
Kirchhoffův druhý zákon uvádí, že „algebraický součet napětí kolem uzavřené dráhy je nula“ [3]. Matematicky je reprezentován výrazem: (viz vzorec 3)
Na obrázku 4 je elektrická síť sítě: Je stanoveno, že v síti cirkuluje proud „i“ ve směru hodinových ručiček.
-ŘEŠENÍ CVIČENÍ S PRÁVNÍMI PŘEDPISY KIRCHHOFF
Obecný postup
- Přiřaďte stream ke každé větvi.
- Kirchhoffův současný zákon platí pro uzly obvodu mínus jeden.
- Název a polarita jsou umístěny na napětí každého elektrického odporu.
- Ohmův zákon vyjadřovat napětí jako funkci elektrického proudu.
- Stanoví se sítě elektrické sítě a na každou síť se použije Kirchhoffův zákon napětí.
- Je vyřešen systém rovnic získaných substituční metodou, Cramerovým pravidlem nebo jinou metodou.
VYŘEŠENÉ CVIČENÍ:
Cvičení 1. U elektrické sítě uveďte:
a) Počet větví, b) Počet uzlů, c) Počet ok.
řešení:
a) Síť má pět poboček. Na následujícím obrázku je každá větev označena mezi tečkovanými čarami každé větve:
b) Síť má tři uzly, jak ukazuje následující obrázek. Uzly jsou označeny tečkovanými čarami:
c) Síť má 3 oka, jak ukazuje následující obrázek:
Cvičení 2. Určete proud i a napětí každého prvku
Řešení:
Elektrická síť je síť, kde cirkuluje jediná intenzita proudu, která je označena jako „i“. K vyřešení elektrické sítě použijte Ohmův zákon na každém rezistoru a Kirchhoffův zákon napětí na síti.
Ohmův zákon stanoví, že napětí se rovná intenzitě elektrického proudu krát hodnota odporu:
Tedy pro odpor R1, napětí VR1 Je to:
Pro odpor R2, napětí VR2 Je to:
Uplatnění Kirchhoffova napěťového zákona na síť, takže trasa ve směru hodinových ručiček:
Nahrazením těchto napětí máme:
Termín je předán s kladným znaménkem na druhou stranu rovnosti a aktuální intenzita je vymazána:
Hodnoty zdroje napětí a elektrického odporu jsou nahrazeny:
Intenzita proudu protékajícího sítí je: i = 0,1 A
Napětí na rezistoru R1 Je to:
Napětí na rezistoru R2 Je to:
výsledek:
ZÁVĚRY podle Kirchhoffova zákona
Studium Kirchhoffových zákonů (Kirchhoffův zákon proudu, Kirchhoffův zákon o napětí), společně s Ohmovým zákonem, jsou základními základy pro analýzu jakékoli elektrické sítě.
Se současným zákonem Kirchhoffa, který uvádí, že algebraický součet proudů v uzlu je nula, a zákonem napětí, který naznačuje, že algebraický součet napětí v síti je nula, jsou vztahy mezi proudy a napětími určeny v jakékoli elektrické síti dvou nebo více prvků.
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.Zveme vás, abyste zanechali své připomínky, pochybnosti nebo požádali o druhou část tohoto velmi důležitého ZÁKONA KIRCHOFF a samozřejmě můžete vidět naše předchozí příspěvky jako Elektrické měřicí přístroje (ohmmetr, voltmetr a ampérmetr)