Kraften i Kirchhoffs love
Gustav Robert Kirchhoff (Königsberg, 12. marts 1824-Berlin, 17. oktober 1887) var en tysk fysiker, hvis vigtigste videnskabelige bidrag til de velkendte Kirchhoff-love fokuserede på områderne elektriske kredsløb, teorien om plader, optik, spektroskopi og udsendelse af sort kropsstråling. " [en]
"Kirchhoffs love" [2] betragtes som spændings- og strømforholdet mellem de forskellige elementer i et elektrisk netværk.
De er to enkle love, men "magtfulde", da de sammen med Ohms lov De tillader at løse de elektriske netværk, dette er at kende værdierne for elementernes strømme og spændinger og således kende opførelsen af de aktive og passive elementer i netværket.
Vi inviterer dig til at se artiklen fra Ohms lov og dens hemmeligheder
BASALE KONCEPTER Kirchhoffs lov:
I et elektrisk netværk kan elementerne forbindes på forskellige måder alt efter netværks behov og nytte. Til undersøgelse af netværk anvendes terminologi såsom noder eller noder, masker og grene. Se figur 1.
Elektrisk netværk i Kirchhoffs lov:
Kredsløb sammensat af forskellige elementer såsom motorer, kondensatorer, modstand, blandt andre.
Knude:
Forbindelsespunkt mellem elementerne. Det er symboliseret med et punkt.
Rama:
Grenen af et netværk er den leder, gennem hvilken en elektrisk strøm med samme intensitet cirkulerer. En gren er altid mellem to noder. Grenene er symboliseret med linjer.
Malla:
Vej lukket i et kredsløb.
I figur 2 er der et elektrisk netværk med:
- I figur 2 (a) er to masker: det første maske, der gør ruten ABCDA, og det andet maske, der gør ruten BFECB. Med to (2) knudepunkter ved punkt B og fællespunkt DCE.
- I figur 2 (b) kan du se masker 1 og 2.
-FØRSTE LOV FOR KIRCHOFF "Strømningslov eller knudelov"
Kirchhoffs første lov fastslår, at "Den algebraiske sum af strømstyrkerne i en knude er nul" [3]. Matematisk er det repræsenteret af udtrykket (se formel 1):
For at anvende Kirchhoffs nuværende lov de betragtes "Positiv" de strømme, der kommer ind i noden, og "Negativ" strømmen, der kommer ud af knudepunktet. For eksempel har vi i figur 3 en knude med 3 grene, hvor strømintensiteterne (hvis) og (i1) er positive, da de kommer ind i noden, og den nuværende intensitet (i2), der forlader noden, betragtes som negativ; For knuden i figur 1 er Kirchhoffs nuværende lov således etableret som:
Bemærk - Algebraisk sum: det er en kombination af addition og subtraktion af heltal. En måde at gøre algebraisk addition på er at tilføje de positive tal bortset fra de negative tal og derefter trække dem. Tegn på resultatet afhænger af hvilket af tallene (positivt eller negativt er større).
I Kirchhoffs love, den første lov er baseret på loven om bevarelse af afgifter, der siger, at den algebraiske sum af elektriske ladninger inden for et elektrisk netværk ikke ændres. Der lagres således ingen nettoladning i noderne, derfor er summen af de elektriske strømme, der kommer ind i en node, lig med summen af de strømme, der forlader den:
Måske kan du være interesseret: Kraften i Watt's lov
-KIRCHHOFFS ANDEN LOV "Lov om spændinger "
Kirchhoffs anden lov siger, at "den algebraiske sum af belastningerne omkring en lukket sti er nul" [3]. Matematisk er det repræsenteret af udtrykket: (se formel 3)
I figur 4 er der et elektrisk netværk af et maske: Det er fastslået, at en strøm "i" cirkulerer i masken med urets retning.
-RESOLUTION AF ØVELSER MED KIRCHHOFFS LOV
Generel procedure
- Tildel en strøm til hver gren.
- Kirchhoffs nuværende lov anvendes på kredsløbsknuderne minus en.
- Et navn og polaritet placeres på spændingen i hver elektrisk modstand.
- Ohms lov om at udtrykke spænding som en funktion af elektrisk strøm.
- Maskene i det elektriske netværk bestemmes, og Kirchhoffs spændingslov anvendes på hvert maske.
- Systemet med ligninger opnået ved substitutionsmetoden, Cramer's regel eller en anden metode er løst.
LØSTE ØVELSER:
Øvelse 1. Angiv for det elektriske netværk:
a) Antal grene, b) Antal knuder, c) Antal masker.
Opløsning:
a) Netværket har fem filialer. I den følgende figur er hver gren angivet mellem stiplede linjer hver gren:
b) Netværket har tre noder, som vist i den følgende figur. Knudepunkterne er angivet mellem stiplede linjer:
c) Nettet har 3 masker, som vist i følgende figur:
Øvelse 2. Bestem strømmen i og spændingerne for hvert element
Opløsning:
Det elektriske netværk er et net, hvor en enkelt strømintensitet cirkulerer, der betegnes som "i". For at løse det elektriske netværk skal du anvende Ohms lov på hver modstand og Kirchhoffs spændingslov på nettet.
Ohms lov siger, at spændingen er lig med intensiteten af elektrisk strøm gange værdien af modstanden:
Således til modstand R1, spændingen V.R1 Det er:
Til modstand R2, spændingen V.R2 Det er:
Anvendelse af Kirchhoffs spændingslov på nettet, hvilket gør turen med uret:
Ved at erstatte disse spændinger har vi:
Udtrykket sendes med et positivt tegn til den anden side af ligestillingen, og den nuværende intensitet ryddes:
Værdierne for spændingskilden og de elektriske modstande erstattes:
Strømstyrken, der strømmer gennem netværket, er: i = 0,1 A.
Spændingen over modstanden R1 Det er:
Spændingen over modstanden R2 Det er:
resultat:
KONKLUSION til Kirchhoffs lov
Undersøgelsen af Kirchhoffs love (Kirchhoffs nuværende lov, Kirchhoffs spændingslov) er sammen med Ohms lov de grundlæggende baser for analysen af ethvert elektrisk netværk.
Med Kirchhoffs nuværende lov, der siger, at den algebraiske sum af strømmen i en knude er nul, og spændingsloven, der indikerer, at den algebraiske sum af spændingerne i et maske er nul, bestemmes forholdet mellem strømme og spændinger i ethvert elektrisk netværk af to eller flere elementer.
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.Vi inviterer dig til at efterlade dine kommentarer, tvivl eller anmode om en anden del af denne meget vigtige KIRCHOFF-LOV og selvfølgelig kan du se vores tidligere indlæg som Elektriske måleinstrumenter (Ohmmeter, Voltmeter og Ammeter)