อำนาจของกฎหมายของ Kirchhoff

กุสตาฟโรเบิร์ตเคิร์ชฮอฟฟ์ (Königsberg, 12 มีนาคม พ.ศ. 1824 - เบอร์ลิน, 17 ตุลาคม พ.ศ. 1887) เป็นนักฟิสิกส์ชาวเยอรมันซึ่งมีผลงานทางวิทยาศาสตร์หลักเกี่ยวกับกฎหมายของ Kirchhoff ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีซึ่งมุ่งเน้นไปที่สาขาของวงจรไฟฟ้าทฤษฎีของแผ่นเปลือกโลกทัศนศาสตร์สเปกโทรสโกปี และการแผ่รังสีของร่างกายสีดำ” [หนึ่ง]

"กฎของเคิร์ชฮอฟฟ์" [2] ถือเป็นความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าระหว่างองค์ประกอบต่างๆของเครือข่ายไฟฟ้า

กฎเหล่านี้เป็นกฎง่ายๆสองข้อ แต่ "ทรงพลัง" เนื่องจากร่วมกับ กฎของโอห์ม พวกเขาอนุญาตให้แก้เครือข่ายไฟฟ้านี่คือการรู้ค่าของกระแสและแรงดันไฟฟ้าขององค์ประกอบดังนั้นจึงรู้พฤติกรรมขององค์ประกอบที่ใช้งานและแฝงของเครือข่าย

เราขอเชิญคุณดูบทความของ กฎของโอห์มและความลับ

แนวคิดพื้นฐาน กฎหมายของ Kirchhoff:

ในเครือข่ายไฟฟ้าองค์ประกอบสามารถเชื่อมต่อได้หลายวิธีตามความต้องการและประโยชน์ของเครือข่าย สำหรับการศึกษาเครือข่ายจะใช้คำศัพท์เช่นนอตหรือโหนดตาข่ายและกิ่งก้าน ดูรูปที่ 1

เครือข่ายไฟฟ้า ในกฎหมายของ Kirchhoff:

วงจรประกอบด้วยองค์ประกอบต่าง ๆ เช่นมอเตอร์ตัวเก็บประจุความต้านทานและอื่น ๆ

โหนด:

จุดเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบ เป็นสัญลักษณ์ของจุด

ถ. พระราม:

สาขาของเครือข่ายคือตัวนำที่กระแสไฟฟ้าที่มีความเข้มเท่ากันไหลเวียน สาขาอยู่ระหว่างสองโหนดเสมอ กิ่งก้านเป็นสัญลักษณ์ของเส้น

Malla:

ถนนปิดเป็นวงจร

ในรูปที่ 2 มีเครือข่ายไฟฟ้าที่มี:

• ในรูปที่ 2 (a) สองตาข่าย: ตาข่ายแรกสร้างเส้นทาง ABCDA และตาข่ายที่สองสร้างเส้นทาง BFECB มีโหนดสอง (2) โหนดที่จุด B และจุดร่วม DCE

• ในรูปที่ 2 (b) คุณจะเห็นตาข่าย 1 และ 2

-FIRST LAW OF KIRCHOFF "Law of Currents หรือ Law of Nodes"

กฎข้อแรกของ Kirchhoff ระบุว่า "ผลรวมพีชคณิตของความเข้มข้นของกระแสในโหนดเป็นศูนย์" [3]. ทางคณิตศาสตร์แสดงโดยนิพจน์ (ดูสูตร 1):

เพื่อใช้ Kirchhoff กฎหมายปัจจุบัน พวกเขาได้รับการพิจารณา "บวก" กระแสที่เข้าสู่โหนดและ "เชิงลบ" กระแสที่ออกมาจากโหนด ตัวอย่างเช่นในรูปที่ 3 มีโหนดที่มี 3 สาขาโดยที่ความเข้มของกระแส (if) และ (i1) เป็นค่าบวกเนื่องจากเข้าสู่โหนดและความเข้มปัจจุบัน (i2) ซึ่งออกจากโหนดจะถือว่าเป็นลบ ดังนั้นสำหรับโหนดในรูปที่ 1 กฎหมายปัจจุบันของ Kirchhoff จึงถูกกำหนดเป็น:

บันทึก - ผลรวมพีชคณิต: มันคือการรวมกันของการบวกและการลบของจำนวนเต็ม วิธีหนึ่งในการบวกพีชคณิตคือการบวกจำนวนบวกนอกเหนือจากจำนวนลบแล้วลบออก เครื่องหมายของผลลัพธ์ขึ้นอยู่กับว่าตัวเลขใด (บวกหรือลบมากกว่า)

ในกฎหมายของ Kirchhoff กฎหมายฉบับแรกตั้งอยู่บนพื้นฐานของกฎหมายว่าด้วยการอนุรักษ์ค่าใช้จ่าย ซึ่งระบุว่าผลรวมพีชคณิตของประจุไฟฟ้าภายในเครือข่ายไฟฟ้าไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นจึงไม่มีการเก็บประจุสุทธิไว้ในโหนดดังนั้นผลรวมของกระแสไฟฟ้าที่เข้าสู่โหนดจะเท่ากับผลรวมของกระแสที่ปล่อยไว้:

บางทีคุณอาจสนใจ: อำนาจของกฎของวัตต์

-กฎหมายที่สองของ KIRCHHOFF "กฎแห่งความตึงเครียด "

กฎข้อที่สองของ Kirchhoff ระบุว่า "ผลรวมพีชคณิตของความเค้นรอบเส้นทางปิดเป็นศูนย์" [3]. ในทางคณิตศาสตร์จะแสดงด้วยนิพจน์: (ดูสูตร 3)

ในรูปที่ 4 มีเครือข่ายไฟฟ้าของตาข่าย: เป็นที่ยอมรับว่ากระแส "i" ไหลเวียนในตาข่ายในทิศทางตามเข็มนาฬิกา

- การแก้ไขการออกกำลังกายด้วยกฎหมายของ KIRCHHOFF

ขั้นตอนทั่วไป

• กำหนดสตรีมให้กับแต่ละสาขา
• กฎปัจจุบันของ Kirchhoff ถูกนำไปใช้ที่โหนดวงจรลบหนึ่ง
• ชื่อและขั้วจะถูกวางไว้บนแรงดันไฟฟ้าของความต้านทานไฟฟ้าแต่ละตัว
• กฎของโอห์มแสดงแรงดันไฟฟ้าเป็นฟังก์ชันของกระแสไฟฟ้า
• ตาข่ายของเครือข่ายไฟฟ้าถูกกำหนดและใช้กฎแรงดันไฟฟ้าของ Kirchhoff กับแต่ละตาข่าย
• ระบบสมการที่ได้จากวิธีการแทนที่กฎของแครมเมอร์หรือวิธีอื่นได้รับการแก้ไข

การออกกำลังกายที่ได้รับการแก้ไข:

แบบฝึกหัด 1. สำหรับเครือข่ายไฟฟ้าให้ระบุ:
a) จำนวนสาขา b) จำนวนโหนด c) จำนวนตาข่าย

วิธีการแก้ปัญหา:

ก) เครือข่ายมีห้าสาขา ในรูปต่อไปนี้แต่ละสาขาจะถูกระบุระหว่างเส้นประแต่ละสาขา:

b) เครือข่ายมีสามโหนดดังแสดงในรูปต่อไปนี้ โหนดถูกระบุระหว่างเส้นประ:

c) ตาข่ายมี 3 ตาข่ายดังแสดงในรูปต่อไปนี้:

แบบฝึกหัด 2. กำหนด i ปัจจุบันและแรงดันไฟฟ้าของแต่ละองค์ประกอบ

ทางออก:

เครือข่ายไฟฟ้าเป็นตาข่ายที่ความเข้มเดียวของกระแสไหลเวียนซึ่งถูกกำหนดให้เป็น "i" ในการแก้ปัญหาเครือข่ายไฟฟ้าให้ใช้ กฎของโอห์ม บนตัวต้านทานแต่ละตัวและกฎแรงดันไฟฟ้าของ Kirchhoff บนตาข่าย

กฎของโอห์มระบุว่าแรงดันไฟฟ้าเท่ากับความเข้มของกระแสไฟฟ้าคูณค่าของความต้านทาน:

ดังนั้นสำหรับความต้านทาน R₁, แรงดันไฟฟ้า V._R1 มันเป็น:           

สำหรับความต้านทาน R₂, แรงดันไฟฟ้า V._R2 มันเป็น:

ใช้กฎแรงดันไฟฟ้าของ Kirchhoff บนตาข่ายทำให้เส้นทางตามเข็มนาฬิกา:

การแทนที่แรงดันไฟฟ้าเหล่านี้เรามี:

คำนี้ถูกส่งผ่านด้วยเครื่องหมายบวกไปยังอีกด้านหนึ่งของความเท่าเทียมกันและความเข้มปัจจุบันจะถูกล้าง:

ค่าของแหล่งจ่ายแรงดันและความต้านทานไฟฟ้าถูกแทนที่:

ความเข้มของกระแสที่ไหลผ่านเครือข่ายคือ: ผม = 0,1 A

แรงดันไฟฟ้าข้ามตัวต้านทาน R₁ มันเป็น:

แรงดันไฟฟ้าข้ามตัวต้านทาน R₂ มันเป็น:

ผล:

สรุป ตามกฎหมายของ Kirchhoff

การศึกษากฎของ Kirchhoff (กฎปัจจุบันของ Kirchhoff กฎแรงดันไฟฟ้าของ Kirchhoff) ร่วมกับกฎของโอห์มเป็นฐานพื้นฐานสำหรับการวิเคราะห์เครือข่ายไฟฟ้าใด ๆ

ด้วยกฎหมายปัจจุบันของ Kirchhoff ที่ระบุว่าผลรวมพีชคณิตของกระแสในโหนดเป็นศูนย์และกฎแรงดันไฟฟ้าที่ระบุว่าผลรวมพีชคณิตของแรงดันไฟฟ้าในตาข่ายเป็นศูนย์ความสัมพันธ์ระหว่างกระแสและแรงดันไฟฟ้าจะถูกกำหนดในเครือข่ายไฟฟ้าใด ๆ ตั้งแต่สององค์ประกอบขึ้นไป

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.

เราขอเชิญคุณแสดงความคิดเห็นข้อสงสัยหรือขอส่วนที่สองของกฎหมาย KIRCHOFF ที่สำคัญมากนี้ และแน่นอนคุณสามารถดูโพสต์ก่อนหน้าของเราในรูปแบบ เครื่องมือวัดไฟฟ้า (โอห์มมิเตอร์โวลต์มิเตอร์และแอมมิเตอร์)