Kirchhoff törvényeinek ereje

Gustav Robert Kirchhoff (Königsberg, 12. március 1824.-Berlin, 17. október 1887.) német fizikus volt, akinek a közismert Kirchhoff-törvények fő tudományos hozzájárulása az elektromos áramkörök területére, a lemezek elméletére, az optikára, a spektroszkópiára összpontosított. és a fekete test sugárzása. " [egy]

A "Kirchhoff-törvények" [2] az elektromos hálózat különböző elemei közötti feszültség- és áramviszonyok.

Két egyszerű törvény, de "hatalmas", mivel a Ohm törvénye Lehetővé teszik az elektromos hálózatok megoldását, ez az elemek áramának és feszültségének értékének ismerete, ezáltal a hálózat aktív és passzív elemeinek viselkedésének ismerete.

Meghívjuk Önt a cikk cikkére Ohm törvénye és titkai

ALAPFOGALMAK Kirchhoff törvénye:

Egy elektromos hálózatban az elemek különböző módon köthetők össze, a hálózat igénye és hasznossága szerint. A hálózatok tanulmányozásához terminológiát használnak, például csomópontokat vagy csomópontokat, hálókat és ágakat. Lásd az 1. ábrát.

Elektromos hálózat Kirchhoff törvényében:

Különböző elemekből álló áramkör, mint például motorok, kondenzátorok, ellenállás.

Csomópont:

Kapcsolódási pont az elemek között. Pont szimbolizálja.

Rama:

A hálózat elágazása az a vezető, amelyen keresztül azonos intenzitású elektromos áram kering. Egy ág mindig két csomópont között van. Az ágakat vonalak jelképezik.

Háló:

Út lezárt körben.

A 2. ábrán egy elektromos hálózat található:

• A 2. a) ábrán két háló van: az első háló az ABCDA útvonalat, a második a BFECB útvonalat jelenti. Két (2) csomópont a B ponton és a közös DCE pont.

• A 2. b) ábrán az 1. és a 2. háló látható.

-KIRCHOFF ELSŐ TÖRVÉNYE "áramlatok törvénye vagy csomópontok törvénye"

Kirchhoff első törvénye megállapítja, hogy "egy csomópontban az áram intenzitásának algebrai összege nulla" [3]. Matematikailag a kifejezés képviseli (lásd az 1. képletet):

A Kirchhoff jelenlegi törvénye figyelembe veszik őket "Pozitív" a csomópontba belépő áramok, és "Negatív" a csomópontból kijövő áramok. Például a 3. ábrán van egy 3 ágú csomópont, ahol az áram intenzitása (ha) és (i1) pozitív, mivel belépnek a csomópontba, és a csomópontot elhagyó áram intenzitása (i2) negatívnak tekinthető; Így az 1. ábra szerinti csomópont esetében Kirchhoff jelenlegi törvénye a következő:

Jegyzet - Algebrai összeg: egész számok összeadásának és kivonásának kombinációja. Az algebrai összeadás egyik módja a pozitív számok összeadása a negatív számoktól eltekintve, majd azok kivonása. Az eredmény jele attól függ, hogy melyik szám (pozitív vagy negatív nagyobb).

Kirchhoff törvényeiben az első törvény a töltés megőrzésének törvényén alapszik, amely kimondja, hogy az elektromos hálózatokon belüli elektromos töltések algebrai összege nem változik. Így a csomópontokban nincs tárolva nettó töltés, ezért a csomópontba belépő elektromos áramok összege megegyezik a távozó áramok összegével:

Talán érdekelheti: Watt-törvény ereje

-KIRCHHOFF MÁSODIK TÖRVÉNYE "A feszültségek törvénye "

Kirchhoff második törvénye kimondja, hogy "a zárt pálya körüli feszültségek algebrai összege nulla" [3]. Matematikailag a következő kifejezés képviseli: (lásd a 3. képletet)

A 4. ábrán egy háló elektromos hálózata található: Megállapítottuk, hogy az „i” áram az óramutató járásával megegyező irányban kering a hálóban.

-GYAKORLATOK FELDOLGOZÁSA KIRCHHOFF JOGÁVAL

Általános eljárás

• Minden ághoz hozzárendel egy adatfolyamot.
• Kirchhoff jelenlegi törvényét az áramköri csomópontokon kell alkalmazni, mínusz egy.
• Az egyes elektromos ellenállások feszültségén megnevezést és polaritást helyeznek el.
• Ohm törvénye a feszültség kifejezésére az elektromos áram függvényében.
• Meghatározzuk az elektromos hálózat hálóit, és mindegyik hálóra Kirchhoff feszültségtörvényét alkalmazzuk.
• Oldja meg a helyettesítési módszerrel, Cramer-szabálysal vagy más módszerrel kapott egyenletrendszert.

Megoldott gyakorlatok:

1. gyakorlat: Jelölje az elektromos hálózathoz:
a) ágak száma, b) csomópontok száma, c) hálószemek száma.

Megoldás:

a) A hálózatnak öt ága van. A következő ábrán az egyes ágakat pontozott vonalak jelölik az egyes ágak között:

b) A hálózatnak három csomópontja van, amint azt a következő ábra mutatja. A csomópontok szaggatott vonalak között vannak feltüntetve:

c) A háló 3 hálóval rendelkezik, az alábbi ábra szerint:

2. gyakorlat. Határozza meg az i áramot és az egyes elemek feszültségeit

Megoldás:

Az elektromos hálózat egy háló, ahol egyetlen áram áramlik, amelyet "i" -nek jelölnek. Az elektromos hálózat megoldásához alkalmazza a Ohm törvénye minden ellenálláson és Kirchhoff feszültségtörvénye a hálón.

Ohm törvénye kimondja, hogy a feszültség megegyezik az elektromos áram intenzitásával és az ellenállás értékének szorzatával:

Így az R ellenálláshoz₁, a feszültség V_R1 a következő:           

R ellenálláshoz₂, a feszültség V_R2 a következő:

Kirchhoff feszültségtörvényének alkalmazása a hálón, az útvonal jobbra fordítása:

Ezeknek a feszültségeknek a helyettesítése:

A kifejezés pozitív előjellel kerül az egyenlőség másik oldalára, és a jelenlegi intenzitás törlődik:

A feszültségforrás és az elektromos ellenállások értéke helyettesített:

A hálózaton keresztül áramló áram intenzitása: i = 0,1 A

Az R ellenállás feszültsége₁ a következő:

Az R ellenállás feszültsége₂ a következő:

eredmény:

KÖVETKEZTETÉSEK Kirchhoff törvényéhez

A Kirchhoff-törvények (Kirchhoff jelenlegi törvényei, a Kirchhoff-féle feszültségtörvény) tanulmányozása Ohm törvényével együtt minden elektromos hálózat elemzésének alapja.

Kirchhoff jelenlegi törvényével, amely kimondja, hogy egy csomópontban az áramok algebrai összege nulla, és az a feszültségtörvény, amely azt jelzi, hogy a hálóban lévő feszültségek algebrai összege nulla, az áramok és a feszültségek kapcsolatát bármely elektromos hálózatban meghatározzuk két vagy több elemből áll.

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.

Felhívjuk Önt, hogy hagyja meg észrevételeit, kétségeit, vagy kérje ennek a nagyon fontos KIRCHOFF TÖRVÉNY második részét és természetesen korábbi bejegyzéseinket is láthatja Elektromos mérőműszerek (ohmmérő, voltmérő és ampermérő)