Kraftur laga Kirchhoffs

Gustav Robert Kirchhoff (Königsberg, 12. mars 1824-Berlín, 17. október 1887) var þýskur eðlisfræðingur, en helsta vísindalega framlag hans til hinna þekktu Kirchhoff-laga beindist að sviðum rafrásar, kenningunni um plötum, ljósfræði, litrófsgreiningu og geislun frá svörtum líkama. “ [einn]

„Lög Kirchhoffs“ [2] eru talin spenna og núverandi samband milli mismunandi þátta rafkerfis.

Þau eru tvö einföld lög, en „öflug“, þar sem ásamt Lögmál Ohms Þeir leyfa að leysa rafkerfin, þetta er að þekkja gildi strauma og spennu frumefnanna og þekkja þannig hegðun virku og aðgerðalausra þátta netsins.

Við bjóðum þér að sjá greinina frá Lögmál Ohms og leyndarmál þess

GRUNNHUGMYNDIR Lög Kirchhoff:

Í rafkerfi er hægt að tengja þættina á mismunandi vegu í samræmi við þörf og notagildi netsins. Til rannsókna á netkerfum er hugtakanotkun notuð svo sem hnúður eða hnútar, möskvar og greinar. Sjá mynd 1.

Rafmagnsnet í lögum Kirchhoff:

Hringrás sem samanstendur af mismunandi þáttum eins og mótorum, þéttum, viðnámi, meðal annarra.

Hnútur:

Tengipunktur milli þáttanna. Það er táknað með punkti.

Rama:

Útibú netkerfis er leiðari sem rafstraumur af sama styrk streymir um. Útibú er alltaf á milli tveggja hnúta. Útibúin eru táknuð með línum.

Mesh:

Vegur lokaður í hringrás.

Á mynd 2 er rafkerfi með:

• Á mynd 2 (a) eru tveir möskvar: fyrsti möskvi sem gerir leiðina ABCDA og annar möskvi sem gerir leiðina BFECB. Með tvo (2) hnúta í lið B og sameiginlega punktinn DCE.

• Á mynd 2 (b) má sjá möskva 1 og 2.

-FYRSTA LÖG KIRCHOFF „Straumalög eða hnútalög“

Fyrsta lög Kirchhoff segir að „Algebraíska summan af núverandi styrkleika við hnút er núll“ [3]. Stærðfræðilega er það táknað með orðatiltækinu (sjá formúlu 1):

Til að beita Núverandi lög Kirchhoff þau eru talin „Jákvætt“ straumarnir sem koma inn í hnútinn, og „Neikvætt“ straumarnir koma út úr hnútnum. Til dæmis, á mynd 3 höfum við hnút með 3 greinum, þar sem núverandi styrkleiki (ef) og (i1) eru jákvæðir þar sem þeir koma inn í hnútinn og núverandi styrkleiki (i2), sem yfirgefur hnútinn, er talinn neikvæður; Þannig, fyrir hnútinn á mynd 1, eru núverandi lög Kirchhoff sett sem:

Athugið - Algebraísk summa: það er sambland af samlagningu og frádrætti heiltala. Ein leið til að gera algebrufræðilega viðbót er að bæta við jákvæðu tölunum fyrir utan neikvæðu tölurnar og draga þær síðan frá. Tákn niðurstöðunnar fer eftir því hverjar tölurnar eru (jákvæða eða neikvæða er meiri).

Í lögum Kirchhoffs, fyrstu lögin eru byggð á lögum um varðveislu gjalds, þar sem fram kemur að algild summa rafmagnshleðslna innan rafkerfis breytist ekki. Þannig er engin nettóhleðsla geymd í hnútunum og því er summan af rafstraumunum sem fara inn í hnútinn jöfn summan af straumunum sem fara frá honum:

Kannski gætirðu haft áhuga á: Kraftur laga Watt

-ÖNNUR LÖG KIRCHHOFF "Lög um spennu “

Önnur lög Kirchhoff segja að „algebruleg summa álaganna í kringum lokaða leið sé núll“ [3]. Stærðfræðilega er það táknað með orðatiltækinu: (sjá formúlu 3)

Á mynd 4 er rafkerfi möskva: Það er staðfest að straumur „i“ dreifist í möskvanum réttsælis.

-LOUSNUN ÆFINGA MEÐ LÖG KIRCHHOFF

Almenn málsmeðferð

• Úthlutaðu straumi í hverja grein.
• Núverandi lögum Kirchhoff er beitt við hringrásarhnútana mínus einn.
• Nafn og pólun er sett á spennu hvers rafmótstöðu.
• Lögmál Ohms um að tjá spennu sem fall af rafstraumi.
• Möskrar rafkerfisins eru ákvarðaðir og spennulög Kirchhoff er beitt á hvern möskva.
• Leysið jöfnukerfið sem fæst með staðgönguaðferðinni, reglu Cramer eða annarri aðferð.

ÁKVÖRÐAR ÆFINGAR:

Æfing 1. Fyrir rafkerfið tilgreindu:
a) Fjöldi greina, b) Fjöldi hnúta, c) Fjöldi möskva.

Lausn:

a) Netið hefur fimm útibú. Í eftirfarandi mynd er hver grein tilgreind á milli punktalína hver grein:

b) Netið hefur þrjá hnúta, eins og sést á eftirfarandi mynd. Hnúturnar eru gefnar upp á milli punktalínur:

c) Netið er með 3 möskva, eins og sést á eftirfarandi mynd:

Æfing 2. Finndu strauminn i og spennurnar fyrir hvert frumefni

Lausn:

Rafmagnsnetið er möskva, þar sem einn straumur straumsins hringrás sem er tilgreindur sem "i". Til að leysa rafkerfið beittu Lögmál Ohms á hverju viðnámi og spennulög Kirchhoff á möskvanum.

Lögmál Ohms segir að spennan sé jöfn styrk rafstraumsins sinnum gildi viðnámsins:

Þannig, fyrir viðnám R₁, spennan V_R1 er:           

Fyrir mótstöðu R₂, spennan V_R2 er:

Notaðu spennulög Kirchhoff á möskvann og gerir ferðina réttsælis:

Skipta um þessar spennur sem við höfum:

Hugtakið er sent með jákvæðu tákni til hinnar hliðar jafnréttisins og núverandi styrkleiki er hreinsaður:

Gildi spennugjafans og rafmótstöðu eru skipt út:

Styrkur straumsins sem flæðir um netið er: i = 0,1 A.

Spennan yfir viðnám R₁ er:

Spennan yfir viðnám R₂ er:

Niðurstaða:

Ályktanir að lögum Kirchhoffs

Rannsóknin á lögum Kirchhoffs (núgildandi lögum Kirchhoffs, spennulaga Kirchhoff), ásamt lögum Ohms, eru grundvallargrundvöllur greiningar hvers rafkerfis.

Með núgildandi lögum Kirchhoff þar sem segir að algildisumma straumanna í hnút sé núll og spennulögmálið sem gefur til kynna að algengisumma spenna í möskva sé núll eru samböndin milli strauma og spennu ákvörðuð í hvaða rafkerfi sem er af tveimur eða fleiri þáttum.

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.

Við bjóðum þér að skilja eftir athugasemdir, efasemdir eða biðja um seinni hluta þessarar mjög mikilvægu KIRCHOFF LÖG og auðvitað er hægt að sjá fyrri færslur okkar sem Rafmagns mælitæki (Ohmmeter, Voltmeter og Ammeter)