כוחם של חוקי קירכהוף

גוסטב רוברט קירכהוף (קניגסברג, 12 במרץ 1824-ברלין, 17 באוקטובר 1887) היה פיזיקאי גרמני, שתרומתו המדעית העיקרית לחוקי קירכהוף הידועים התמקדה בתחומי המעגלים החשמליים, תורת הלוחות, האופטיקה, הספקטרוסקופיה ופליטת קרינת גוף שחור. " [אחד]

"חוקי קירכהוף" [2] נחשבים ליחסי המתח והזרם בין האלמנטים השונים ברשת החשמל.

הם שני חוקים פשוטים, אך "רבי עוצמה", שכן יחד עם חוק אוהם הם מאפשרים לפתור את הרשתות החשמליות, זאת לדעת את ערכי הזרמים והמתחים של האלמנטים, וכך לדעת את התנהגות האלמנטים הפעילים והפסיביים של הרשת.

אנו מזמינים אתכם לראות את המאמר של החוק של אוהם וסודותיו

מושגים בסיסיים חוק קירכהוף:

ברשת חשמל ניתן לחבר את האלמנטים בדרכים שונות על פי הצורך והתועלת של הרשת. לצורך חקר הרשתות משתמשים במינוחים כגון צמתים או צמתים, רשתות וענפים. ראה איור 1.

רשת חשמל בחוק קירכהוף:

מעגל המורכב מאלמנטים שונים כגון מנועים, קבלים, התנגדות, בין היתר.

צוֹמֶת:

נקודת חיבור בין האלמנטים. זה מסומל על ידי נקודה.

ראמה:

הענף של הרשת הוא המוליך דרכו מסתובב זרם חשמלי בעוצמה זהה. ענף נמצא תמיד בין שני צמתים. הענפים מסומלים על ידי קווים.

רֶשֶׁת:

הכביש נסגר במעגל.

באיור 2 יש רשת חשמל עם:

• באיור 2 (א) שתי רשתות: הרשת הראשונה שהופכת את מסלול ABCDA, והרשת השנייה שהופכת את התוואי ל- BFECB. עם שני (2) צומת בנקודה B והנקודה המשותפת DCE.

• באיור 2 (ב) ניתן לראות את רשת 1 ו -2.

החוק הראשון של KIRCHOFF "חוק הזרמים או חוק הצמתים"

החוק הראשון של קירכהוף קובע כי "הסכום האלגברי של העוצמות הנוכחיות בצומת הוא אפס" [3]. מתמטית הוא מיוצג על ידי הביטוי (ראה נוסחה 1):

כדי להחיל את החוק הנוכחי של קירכהוף הם נחשבים "חִיוּבִי" הזרמים הנכנסים לצומת, ו "שלילי" הזרמים שיוצאים מהצומת. לדוגמא, באיור 3 יש צומת עם 3 ענפים, בהם עוצמות הזרם (אם) ו- (i1) חיוביות מכיוון שהם נכנסים לצומת, ועוצמת הזרם (i2), שעוזבת את הצומת, נחשבת לשלילית; לפיכך, עבור הצומת באיור 1, החוק הנוכחי של קירכהוף נקבע כ:

פתק - סכום אלגברי: זהו שילוב של חיבור וחיסור של מספרים שלמים. אחת הדרכים לבצע תוספת אלגברית היא להוסיף את המספרים החיוביים מלבד המספרים השליליים ואז לחסר אותם. סימן התוצאה תלוי איזה מהמספרים (חיובי או שלילי גדול יותר).

בחוקי קירכהוף, החוק הראשון מבוסס על חוק שמירת המטען, הקובע כי הסכום האלגברי של המטענים החשמליים בתוך רשת חשמל אינו משתנה. לפיכך, לא נשמר מטען נטו בצמתים, ולכן סכום הזרמים החשמליים הנכנסים לצומת שווה לסכום הזרמים שעוזבים אותו:

אולי אתה מעוניין: כוחו של חוק וואט

-החוק השני של קירכהוף "חוק המתיחות "

החוק השני של קירכהוף קובע כי "הסכום האלגברי של המתחים סביב נתיב סגור הוא אפס" [3]. מתמטית הוא מיוצג על ידי הביטוי: (ראה נוסחה 3)

באיור 4 קיימת רשת חשמלית של רשת: נקבע כי זרם "i" מסתובב ברשת בכיוון השעון.

-פתרון תרגילים עם חוקי קירכהוף

נוהל כללי

• הקצה זרם לכל סניף.
• החוק הנוכחי של קירכהוף מוחל על צמתים במעגל מינוס אחד.
• שם וקוטביות ממוקמים על המתח של כל התנגדות חשמלית.
• חוק אוהם לבטא מתח כפונקציה של זרם חשמלי.
• רשתות החשמל נקבעות וחוק המתח של קירכהוף מוחל על כל רשת.
• פתור את מערכת המשוואות המתקבלת בשיטת ההחלפה, הכלל של קריימר או שיטה אחרת.

אימונים מנוהלים:

תרגיל 1. עבור רשת החשמל ציין:
א) מספר ענפים, ב) מספר צמתים, ג) מספר רשתות.

פתרון:

א) לרשת חמישה סניפים. באיור הבא כל ענף מצוין בין קווים מנוקדים כל ענף:

ב) לרשת שלושה צמתים, כפי שמוצג באיור הבא. הצמתים מסומנים בין קווים מנוקדים:

ג) הרשת כוללת 3 רשתות, כפי שמוצג באיור הבא:

תרגיל 2. קבעו את הזרם i ואת המתחים של כל אלמנט

פתרון:

רשת החשמל היא רשת, בה מסתובבת עוצמת זרם אחת שמוגדרת כ- "i". כדי לפתור את רשת החשמל החל את חוק אוהם על כל נגד וחוק המתח של קירכהוף על הרשת.

חוק אוהם קובע כי המתח שווה לעוצמת הזרם החשמלי כפול ערך ההתנגדות:

לפיכך, להתנגדות R₁, המתח V._R1 הוא:           

להתנגדות ר₂, המתח V._R2 הוא:

החלת חוק המתח של קירכהוף על הרשת, מה שהופך את הסיור בכיוון השעון:

החלפת המתחים הללו יש לנו:

המונח מועבר בסימן חיובי לצד השני של השוויון, והעוצמה הנוכחית מנוקה:

ערכי מקור המתח והתנגדות החשמל מוחלפים:

עוצמת הזרם הזורם ברשת היא: i = 0,1 א

המתח על פני הנגד R₁ הוא:

המתח על פני הנגד R₂ הוא:

תוצאה:

מסקנות לחוקו של קירכהוף

חקר חוקי קירכהוף (החוק הנוכחי של קירכהוף, חוק המתח של קירכהוף), יחד עם חוק אוהם, הם הבסיסים הבסיסיים לניתוח כל רשת חשמל.

עם החוק הנוכחי של קירכהוף שקובע כי הסכום האלגברי של הזרמים בצומת הוא אפס, וחוק המתח המצביע על כך שסכום המתחים האלגברי של הרשת הוא אפס, היחסים בין זרמים ומתחים נקבעים בכל רשת חשמל. של שני אלמנטים או יותר.

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.

אנו מזמינים אתכם להשאיר את הערותיכם, ספקותיכם או לבקש חלק שני של חוק KIRCHOFF חשוב זה וכמובן שתוכל לראות את ההודעות הקודמות שלנו כ- מכשירי מדידה חשמליים (מד מתח, מד מתח ומד זרם)