Gustav Robert Kirchhoff (Königsberg, 12. marca 1824-Berlin, 17. oktobra 1887) je bil nemški fizik, katerega glavni znanstveni prispevek k znanim Kirchhoffovim zakonom se je osredotočal na področja električnih vezij, teorije plošč, optike, spektroskopije in sevanje črnega telesa. " [ena]
"Kirchhoffovi zakoni" [2] se štejejo za napetostna in tokovna razmerja med različnimi elementi električnega omrežja.
Gre za dva preprosta zakona, ki pa sta "močna", saj skupaj z Ohmov zakon Omogočajo reševanje električnih omrežij, to je poznavanje vrednosti tokov in napetosti elementov, s čimer se pozna vedenje aktivnih in pasivnih elementov omrežja.
Vabimo vas, da si ogledate članek Ohmov zakon in njegove skrivnosti
OSNOVNI POJMI Kirchhoffov zakon:
V električnem omrežju so elementi lahko povezani na različne načine glede na potrebe in uporabnost omrežja. Za preučevanje omrežij se uporablja terminologija, kot so vozlišča, očesa in veje. Glej sliko 1.
Električno omrežje v Kirchhoffovem zakonu:
Vezje, sestavljeno iz različnih elementov, kot so motorji, kondenzatorji, med drugim upor.
Vozlišče:
Povezovalna točka med elementi. Simbolizira ga točka.
Rama:
Veja omrežja je prevodnik, skozi katerega kroži električni tok enake jakosti. Podružnica je vedno med dvema vozliščema. Veje so simbolizirane s črtami.
Mreža:
Cesta zaprta v krogu.
Na sliki 2 je električno omrežje z:
- Na sliki 2 (a) dve očesi: prva mreža, ki vodi pot ABCDA, in druga mreža, ki tvori pot BFECB. Z dvema (2) vozliščema v točki B in skupno točko DCE.
- Na sliki 2 (b) lahko vidite očesi 1 in 2.
-PRVI KIRCHOFFOV ZAKON "Pravo tokov ali zakon vozlišč"
Kirchhoffov prvi zakon določa, da "je algebraična vsota intenzivnosti toka na vozlišču nič" [3]. Matematično ga predstavlja izraz (glej formulo 1):
Če želite uporabiti Kirchhoffov sedanji zakon se štejejo "Pozitivno" tokovi, ki vstopajo v vozlišče, in "Negativno" tokovi, ki prihajajo iz vozlišča. Na sliki 3 je na primer vozlišče s 3 vejami, kjer sta trenutni intenziteti (če) in (i1) pozitivni, saj vstopite v vozlišče, trenutna intenzivnost (i2), ki zapusti vozlišče, pa je negativna; Tako je za vozlišče na sliki 1 veljavni Kirchhoffov zakon določen kot:
Opomba - Algebrska vsota: gre za kombinacijo seštevanja in odštevanja celih števil. En način za algebraično seštevanje je, da pozitivna števila seštejemo poleg negativnih in jih nato odštejemo. Znak rezultata je odvisen od tega, katero od številk (pozitivno ali negativno je večje).
V Kirchhoffovih zakonih prvi zakon temelji na zakonu o ohranjanju naboja, ki pravi, da se algebraična vsota električnih nabojev znotraj električnega omrežja ne spremeni. V vozliščih torej ni shranjen noben neto naboj, zato je vsota električnih tokov, ki vstopajo v vozlišče, enaka vsoti tokov, ki ga zapustijo:
Morda vas bo morda zanimalo: Moč Wattovega zakona
-KIRCHHOFFOV DRUGI ZAKON "Zakon o napetostih "
Kirchhoffov drugi zakon določa, da je "algebraična vsota napetosti okoli zaprte poti enaka nič" [3]. Matematično ga predstavlja izraz: (glej formulo 3)
Na sliki 4 je električno omrežje mreže: Ugotovljeno je, da tok "i" kroži v mreži v smeri urinega kazalca.
-RESOLUCIJA VADB Z ZAKONI KIRCHHOFFA
Splošni postopek
- Vsaki veji dodelite tok.
- Trenutni zakon Kirchhoffa se uporablja na vozliščih tokokroga minus ena.
- Ime in polarnost sta nameščena na napetosti vsakega električnega upora.
- Ohmov zakon za izražanje napetosti v odvisnosti od električnega toka.
- Določijo se očesa električnega omrežja in za vsako mrežo se uporabi Kirchhoffov zakon o napetosti.
- Rešite sistem enačb, dobljen z substitucijsko metodo, Cramerjevim pravilom ali drugo metodo.
RAZREŠENE VADBE:
Vaja 1. Za električno omrežje navedite:
a) Število vej, b) Število vozlišč, c) Število očes.
rešitev:
a) Omrežje ima pet podružnic. Na naslednji sliki je vsaka veja označena med črtkanimi črtami vsake veje:
b) Omrežje ima tri vozlišča, kot je prikazano na naslednji sliki. Vozlišča so navedena med pikčastimi črtami:
c) Mreža ima 3 očesa, kot je prikazano na naslednji sliki:
Vaja 2. Določite tok i in napetosti vsakega elementa
Rešitev:
Električno omrežje je mreža, kjer kroži ena sama jakost toka, ki je označena kot "i". Za rešitev električnega omrežja uporabite Ohmov zakon na vsakem uporu in Kirchhoffov zakon napetosti na mreži.
Ohmov zakon pravi, da je napetost enaka jakosti električnega toka, pomnožene z vrednostjo upora:
Tako je za odpornost R1, napetost VR1 je:
Za odpornost R2, napetost VR2 je:
Uporaba Kirchhoff-ovega napetostnega zakona na mrežo, določitev poti v smeri urnega kazalca:
Z nadomestitvijo teh napetosti imamo:
Izraz se prenese s pozitivnim predznakom na drugo stran enakosti in trenutna intenzivnost se očisti:
Nadomestita se vrednosti napetostnega vira in električni upori:
Intenzivnost toka, ki teče po omrežju, je: i = 0,1 A
Napetost na uporu R1 je:
Napetost na uporu R2 je:
Rezultat:
SKLEPI. \ T po Kirchhoffovem zakonu
Študija Kirchhoffovih zakonov (Kirchhoffov trenutni zakon, Kirchhoffov napetostni zakon) je skupaj z Ohmovim zakonom temeljna podlaga za analizo katerega koli električnega omrežja.
Po sedanjem Kirchhoffovem zakonu, ki pravi, da je algebraična vsota tokov v vozlišču enaka nič, in napetostnem zakonu, ki kaže, da je algebraična vsota napetosti v mreži enaka, se razmerja med tokovi in napetostmi določijo v katerem koli električnem omrežju dveh ali več elementov.
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.Vabimo vas, da pustite svoje komentarje, dvome ali zahtevate drugi del tega zelo pomembnega KIRCHOFF ZAKONA in seveda lahko vidite naše prejšnje objave kot Električni merilni instrumenti (ohmmeter, voltmeter in ampermeter)