Moć Kirchhoffovih zakona

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

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

To su dva jednostavna zakona, ali "moćna", budući da zajedno s Ohmov zakon Omogućuju rješavanje električnih mreža, to je poznavanje vrijednosti struja i napona elemenata, čime se poznaje ponašanje aktivnih i pasivnih elemenata mreže.

Pozivamo vas da pogledate članak Ohmov zakon i njegove tajne

OSNOVNI KONCEPTI 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:

Točka povezivanja između elemenata. Simbolizira ga točka.

Rama:

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

Mreža:

Cesta zatvorena u krugu.

Na slici 2 nalazi se električna mreža sa:

• Na slici 2 (a) dvije mreže: prva mreža koja čini put ABCDA, a druga mreža koja čini put BFECB. S dva (2) čvora u točki B i zajedničke točke DCE.

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

-PRVI KIRCHOFFOV ZAKON "Zakon struja ili zakon čvorova"

Kirchhoffov prvi zakon kaže da je "Algebarski zbroj intenziteta struja u čvoru jednak nuli" [3]. Matematički je predstavljen izrazom (vidi formulu 1):

Da biste primijenili Kirchhoffov trenutni zakon oni se smatraju "Pozitivan" 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 utvrđen je kao:

Bilješka - Algebarski zbroj: to je kombinacija zbrajanja i oduzimanja cijelih brojeva. Jedan od načina algebarskog zbrajanja jest dodavanje pozitivnih brojeva osim negativnih, a zatim oduzimanje. Predznak rezultata ovisi o tome koji je od brojeva (pozitivan ili negativan veći).

U Kirchhoffovim zakonima, prvi zakon temelji se na zakonu očuvanja naboja, koji navodi da se algebarski zbroj električnih naboja unutar električne mreže ne mijenja. Dakle, u čvorovima se ne pohranjuje neto naboj, stoga je zbroj električnih struja koje ulaze u čvor jednak zbroju struja koje ga napuštaju:

Možda ste možda zainteresirani: Snaga Watt-ovog zakona

-KIRCHHOFFOV DRUGI ZAKON "Zakon o tenzijama "

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

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

-RJEŠAVANJE VJEŽBA SA ZAKONIMA KIRCHHOFFA

Opći postupak

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

RJEŠENE VJEŽBE:

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

rješenje:

a) Mreža ima pet podružnica. 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 točkastih linija:

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

Vježba 2. Odredite struju i i napone svakog elementa

Otopina:

Električna mreža je mreža, gdje kruži jedna struja koja je označena kao "i". Za rješavanje električne mreže primijenite Ohmov zakon na svakom otporu i Kirchhoffov zakon napona na mreži.

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

Dakle, za otpor R₁, napon V_R1 To je:           

Za otpor R₂, napon V_R2 To je:

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

Zamjenom ovih napona imamo:

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

Vrijednosti izvora napona i električnih otpora zamjenjuju se:

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

Napon na otporniku R₁ To je:

Napon na otporniku R₂ To je:

rezultat:

ZAKLJUČCI na Kirchhoffov zakon

Proučavanje Kirchhoffovih zakona (Kirchhoffov trenutni zakon, Kirchhoffov naponski zakon), zajedno s Ohmovim zakonom, temeljne su 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)