Kirchhoffin lakien voima
Gustav Robert Kirchhoff (Königsberg, 12. maaliskuuta 1824-Berliini, 17. lokakuuta 1887) oli saksalainen fyysikko, jonka pääasiallinen tieteellinen panos tunnettujen Kirchhoff-lakien kohdalla keskittyi sähköpiirien aloihin, levyjen teoriaan, optiikkaan, spektroskopiaan mustan kehon säteilypäästöt. " [yksi]
"Kirchhoffin lakeja" [2] pidetään sähköverkon eri osien välisenä jännite- ja virtasuhteena.
Ne ovat kaksi yksinkertaista lakia, mutta "voimakkaita", koska yhdessä Ohmin laki antaa mahdollisuuden ratkaista sähköverkkoja, eli tietää elementtien virtojen ja jännitteiden arvot, tietäen siten verkon aktiivisten ja passiivisten elementtien käyttäytymisen.
Kutsumme sinut tutustumaan artikkeliin Ohmin laki ja sen salaisuudet
PERUSKONSEPTIT Kirchhoffin laki:
Sähköverkossa elementit voidaan liittää eri tavoin verkon tarpeen ja hyödyllisyyden mukaan. Verkkojen tutkimiseen käytetään terminologiaa, kuten solmut, silmät ja haarat. Katso kuva 1.
Sähköverkko Kirchhoffin laissa:
Piiri, joka koostuu mm. Moottoreista, kondensaattoreista, vastuksesta.
Solmu:
Liitäntäpiste elementtien välillä. Sitä symboloi piste.
Rama:
Verkon haara on johdin, jonka läpi saman intensiteetin sähkövirta kiertää. Haara on aina kahden solmun välissä. Haarat symboloivat viivat.
Malla:
Tie suljettu piirissä.
Kuvassa 2 on sähköverkko, jossa on:
- Kuvassa 2 (a) kaksi silmää: ensimmäinen silmä, joka muodostaa reitin ABCDA, ja toinen silmä, joka tekee reitin BFECB. Kaksi (2) solmua kohdassa B ja yhteinen piste DCE.
- Kuvassa 2 (b) on silmät 1 ja 2.
ENSIMMÄINEN KIRCHOFFIN LAKI "Virta- tai solmulaki"
Kirchhoffin ensimmäisen lain mukaan "solmun virtojen voimakkuuksien algebrallinen summa on nolla" [3]. Matemaattisesti sitä edustaa lauseke (katso kaava 1):
Voit käyttää Kirchhoffin nykyinen laki heitä pidetään "Positiivinen" - solmuun tulevat virrat ja "Negatiivinen" solmusta tulevat virtaukset. Esimerkiksi kuvassa 3 on solmu, jossa on 3 haaraa, joissa nykyiset intensiteetit (jos) ja (i1) ovat positiivisia, koska ne tulevat solmuun, ja solmusta lähtevä virran voimakkuus (i2) katsotaan negatiiviseksi; Siten kuvion 1 solmulle Kirchhoffin nykyinen laki on vahvistettu seuraavasti:
Merkintä - Algebrallinen summa: se on kokonaislukujen yhteenlaskemisen ja vähentämisen yhdistelmä. Yksi tapa tehdä algebrallinen lisäys on lisätä positiiviset luvut negatiivisten lukujen lisäksi ja vähentää sitten ne. Tuloksen merkki riippuu siitä, mikä numeroista (positiivinen tai negatiivinen on suurempi).
Kirchhoffin laeissa ensimmäinen laki perustuu maksun säilyttämislakiin, jossa todetaan, että sähköverkkojen algebrallinen summa sähköverkossa ei muutu. Siten solmuihin ei ole tallennettu nettovarausta, joten solmuun tulevien sähkövirtojen summa on yhtä suuri kuin siitä lähtevien virtojen summa:
Ehkä saatat olla kiinnostunut: Watin lain voima
-KIRCHHOFFIN TOINEN LAKI "Jännitteiden laki "
Kirchhoffin toisen lain mukaan "suljetun polun ympärillä olevien jännitysten algebrallinen summa on nolla" [3]. Matemaattisesti sitä edustaa lauseke: (katso kaava 3)
Kuvassa 4 on verkon sähköverkko: On todettu, että virta "i" kiertää verkossa myötäpäivään.
-HARJOITUSTEN KIRCHHOFFIN LAINSÄÄDÄNTÖ
Yleinen menettely
- Määritä virta jokaiselle haaralle.
- Kirchhoffin nykyistä lakia sovelletaan piirisolmuissa miinus yksi.
- Jokaisen sähkövastuksen jännitteelle on sijoitettu nimi ja napaisuus.
- Ohmin laki ilmaisemaan jännitettä sähkövirran funktiona.
- Sähköverkon silmät määritetään ja Kirchhoffin jännitelaki sovelletaan kuhunkin verkkoon.
- Ratkaise korvausmenetelmällä, Cramerin säännöllä tai muulla menetelmällä saatu yhtälöjärjestelmä.
RATKAISUT HARJOITUKSET:
Harjoitus 1. Ilmoita sähköverkolle:
a) haarojen lukumäärä, b) solmujen määrä, c) silmien lukumäärä.
ratkaisu:
a) Verkossa on viisi haaraa. Seuraavassa kuvassa kukin haara on merkitty pisteviivojen väliin jokaisen haaran väliin:
b) Verkossa on kolme solmua, kuten seuraavassa kuvassa on esitetty. Solmut on merkitty katkoviivojen väliin:
c) Verkossa on 3 silmää seuraavan kuvan mukaisesti:
Harjoitus 2. Määritä kunkin elementin virta i ja jännitteet
Ratkaisu:
Sähköverkko on verkko, jossa kiertää yksi virran voimakkuus, joka on merkitty nimellä "i". Sähköverkon ratkaisemiseksi käytä Ohmin laki jokaisessa vastuksessa ja Kirchhoffin verkkolainajännite.
Ohmin laissa todetaan, että jännite on yhtä suuri kuin sähkövirran voimakkuus kerrottuna vastuksen arvo:
Siten resistanssille R1, jännite V.R1 on:
Vastukselle R2, jännite V.R2 on:
Kirchhoffin jännitelain soveltaminen verkkoon tekemällä reitti myötäpäivään:
Korvaamalla nämä jännitteet meillä on:
Termi välitetään positiivisella merkillä tasa-arvon toiselle puolelle, ja nykyinen intensiteetti tyhjennetään:
Jännitelähteen ja sähköisten vastusten arvot korvataan:
Verkon läpi kulkevan virran voimakkuus on: i = 0,1 A
Jännite vastuksen R yli1 on:
Jännite vastuksen R yli2 on:
tulos:
PÄÄTELMÄT Kirchhoffin lain mukaan
Kirchhoffin lakien (Kirchhoffin virtalaki, Kirchhoffin jännitelaki) tutkiminen yhdessä Ohmin lain kanssa ovat perustekijöitä minkä tahansa sähköverkon analyysille.
Kirchhoffin nykyisen lain mukaan solmun virtojen algebrallinen summa on nolla, ja jännitelaki, joka osoittaa, että verkon verkkojännitteiden algebrallinen summa on nolla, virtojen ja jännitteiden väliset suhteet määritetään missä tahansa sähköverkossa kahdesta tai useammasta elementistä.
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.
Kutsumme sinut jättämään kommenttisi, epäilyt tai pyytämään toisen osan tästä erittäin tärkeästä KIRCHOFF-LAISTA ja tietysti näet edelliset viestimme nimellä Sähköiset mittauslaitteet (ohmimittari, volttimittari ja ampeerimittari)