古斯塔夫·罗伯特·基希霍夫(Gustav Robert Kirchhoff)(12年1824月17日,柯尼斯堡,1887年1月XNUMX日,柏林)是德国物理学家,他对著名的基希霍夫定律的主要科学贡献集中在电路,板理论,光学,光谱学等领域和黑体辐射发射。” [XNUMX]
“基尔霍夫定律” [2]被认为是电网不同元件之间的电压和电流关系。
它们是两个简单的定律,但“有力”,因为与 欧姆定律 他们允许求解电气网络,这就是知道元件的电流和电压的值,从而知道网络的有源和无源元件的行为。
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基础知识 基尔霍夫定律:
在电网中,可以根据网络的需求和效用以不同的方式连接元件。 为了研究网络,使用了诸如结或节点,网格和分支之类的术语。 参见图1。
电气网络 根据基尔霍夫定律:
由不同元素组成的电路,例如电动机,电容器,电阻等。
节点:
元素之间的连接点。 它由一个点表示。
拉玛:
网络的分支是导体,相同强度的电流通过该导体循环。 分支始终位于两个节点之间。 分支由线表示。
网:
道路封闭的电路。
在图2中,存在一个具有以下功能的电网:
- 在图2(a)中,有两个网格:第一个网格生成路线ABCDA,第二个网格生成路线BFECB。 在点B和公共点DCE处有两(2)个节点。
- 网格2和1在图2(b)中可见。
-基尔霍夫第一定律“电流法则或节点法则”
基尔霍夫的第一定律指出“节点中电流强度的代数和为零” [3]。 在数学上,它由表达式表示(请参见公式1):
要应用 基尔霍夫现行法律 他们被认为 “积极的” 进入节点的电流,以及 “消极的” 来自节点的电流。 例如,在图3中,我们有一个带有3个分支的节点,其中电流强度(if)和(i1)由于它们进入该节点而为正,而离开该节点的电流强度(i2)被认为是负; 因此,对于图1中的节点,基尔霍夫的当前定律建立为:
笔记 - 代数和: 它是整数相加和相减的组合。 进行代数加法的一种方法是将正数与负数相除,然后相减。 结果的符号取决于哪个数字(正数或负数较大)。
在基尔霍夫定律中 第一条法律是基于收费守恒定律的, 指出电网络中电荷的代数和不会改变。 因此,节点中没有存储净电荷,因此,进入节点的电流之和等于离开节点的电流之和:
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–基尔霍夫第二法 “张力定律
基尔霍夫第二定律指出:“闭合路径周围的应力的代数和为零” [3]。 在数学上,它由以下表达式表示:(请参见公式3)
在图4中有一个网格的电网:确定电流“ i”在网格中沿顺时针方向循环。
-基尔霍夫定律演练
一般程序
- 将流分配给每个分支。
- Kirchhoff的当前定律适用于电路节点减一。
- 每个电阻的电压上都标有名称和极性。
- 欧姆定律将电压表示为电流的函数。
- 确定电网的网格,并将基尔霍夫电压定律应用于每个网格。
- 通过替换方法,克雷默规则或其他方法获得的方程组得到求解。
解决的练习:
练习1.对于电网,请指出:
a)分支数,b)节点数,c)网格数。
解决方案:
a)该网络有五个分支机构。 在下图中,每个分支在虚线之间指示每个分支:
b)网络具有三个节点,如下图所示。 节点在虚线之间指示:
c)该网有3个网孔,如下图所示:
练习2.确定电流i和每个元素的电压
解:
电网是一个网,其中流通有单个强度的电流,称为“ i”。 为了解决电网应用 欧姆定律 每个电阻上的电阻,以及基网上的基尔霍夫电压定律。
欧姆定律指出,电压等于电流强度乘以电阻值:
因此,对于电阻R1,电压VR1 是:
对于电阻R2,电压VR2 是:
在网格上应用基尔霍夫(Kirchhoff)的电压定律,按顺时针方向进行巡视:
替换这些电压,我们得到:
该术语以正号传递到等式的另一侧,并且清除了当前强度:
电压源和电阻的值被替换为:
流经网络的电流强度为: i = 0,1安
电阻R两端的电压1 是:
电阻R两端的电压2 是:
结果:
结论 遵守基尔霍夫定律
基尔霍夫定律(基尔霍夫电流定律,基尔霍夫电压定律)以及欧姆定律的研究是任何电网分析的基础。
基尔霍夫电流定律指出节点中电流的代数和为零,而电压定律表明网格中电压的代数和为零,因此在任何电网中都可以确定电流和电压之间的关系两个或多个元素。
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.
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