1845. gadā Gustavs Kirhofs (vācu fiziķis) ievieš likumu kopumu, kas attiecas uz strāvu un spriegumu elektriskajās ķēdēs. Kirchhoff likumi parasti tiek nosaukti kā KCL (Kirchhoffs Current Law) un KVL (Kirchhoffs Voltage Law). KVL norāda, ka sprieguma algebriskā summa mezglā slēgtā ķēdē ir vienāda ar nulli. KCL likums nosaka, ka slēgtā ķēdē ievadītā strāva mezglā ir vienāda ar strāvu, kas atstāj mezglu. Rezistoru apmācībā novērojam, ka vienu ekvivalentu pretestību (RT) var atrast, ja vairāki rezistori ir savienoti virknē vai paralēli, šīs ķēdes paklausīt Ohma likumam . Bet, kompleksā elektriskās ķēdes , mēs nevaram izmantot šo likumu, lai aprēķinātu spriegumu un strāvu. Šāda veida aprēķiniem mēs varam izmantot KVL un KCL.
Kirhofa likumi
Kirhofa likumi galvenokārt attiecas uz spriegumu un strāvu elektriskajās ķēdēs. Šos likumus var saprast kā Maksvela vienādojumu rezultātus zemās frekvences robežās. Tie ir lieliski piemēroti līdzstrāvas un maiņstrāvas ķēdēm frekvencēs, kur elektromagnētiskā starojuma viļņu garumi ir ļoti lieli, ja salīdzinām ar citām ķēdēm.
Kirchhoff Circuit Likumi
Starp elektriskās ķēdes spriegumiem un strāvām pastāv dažādas attiecības. Šīs attiecības nosaka Kirhhofa likumi, piemēram, KVL un KCL. Šie likumi tiek izmantoti, lai noteiktu kompleksa tīkla pretestību vai līdzvērtīgu elektrisko pretestību un strāvas, kas plūst vairākās z / m atzarās.
Kirhofa pašreizējais likums
KCL vai Kirchhoffs pašreizējais likums vai Kirchhoffs pirmais likums nosaka, ka kopējā strāva slēgtā ķēdē, ievadošā strāva mezglā ir vienāda ar strāvu, kas atstāj mezglu, vai algebriskā elektrības summa mezglā elektroniskajā ķēdē ir vienāda ar nulli.
Kirhofa pašreizējais likums
Iepriekšējā diagrammā strāvas tiek apzīmētas ar a, b, c, d un e. Saskaņā ar KCL likumu ievadošās strāvas ir a, b, c, d, bet izejošās - e un f ar negatīvu vērtību. Vienādojumu var uzrakstīt kā
a + b + c + d = e + f
Parasti elektriskajā ķēdē termins mezgls attiecas uz savienojumu vai savienojumu vairāki komponenti vai elementi vai strāvas vadošās joslas, piemēram, komponenti un kabeļi. Slēgtā kontūrā strāvas plūsmai, kas atrodas mezglu joslā vai ārpus tās, jābūt. Šis likums tiek izmantots paralēlo ķēžu analīzei.
Kirhofa sprieguma likums
KVL vai Kirhofa sprieguma likums vai Kirhofa otrais likums nosaka, ka sprieguma algebriskā summa slēgtā kontūrā ir vienāda ar nulli vai sprieguma algebriskā summa mezglā ir vienāda ar nulli.
Kirhofa sprieguma likums
Šis likums attiecas uz spriegumu. Piemēram, ir izskaidrota iepriekš minētā shēma. Sprieguma avots ‘a’ ir savienots ar piecām pasīvām sastāvdaļām, proti, b, c, d, e, f, kurām ir sprieguma atšķirības. Aritmētiski sprieguma starpība starp šiem komponentiem summējas, jo šīs sastāvdaļas ir savienotas virknē. Saskaņā ar KVL likumu ķēdes pasīvo komponentu spriegums vienmēr ir vienāds un pretējs sprieguma avotam. Tādējādi visu ķēdes elementu sprieguma atšķirību summa vienmēr ir nulle.
a + b + c + d + e + f = 0
Kopējie līdzstrāvas ķēdes teorijas noteikumi
Kopējā līdzstrāvas ķēde sastāv no dažādiem teorijas terminiem
Ķēde: Līdzstrāvas ķēde ir slēgta cikla vadošā josla, kurā plūst elektriskā strāva
Ceļš: Avotu vai elementu savienošanai tiek izmantota viena josla
Mezgls: Mezgls ir savienojums ķēdē, kurā vairāki elementi ir savienoti kopā, un to apzīmē ar punktu.
Filiāle: filiāle ir viens elements vai elementu kopums, kas savienoti starp diviem mezgliem, piemēram, rezistoriem vai avotu
Cilpa: Ķēdes cilpa ir slēgts ceļš, kur neviens ķēdes elements vai mezgls netiek izpildīts vairāk kā vienu reizi.
Acs: Tīkls nesatur slēgtu ceļu, bet tas ir viena atvērta cilpa, un tajā nav neviena komponenta.
Kirhofa likumu piemērs
Izmantojot šo shēmu, mēs varam aprēķināt plūstošo strāvu rezistorā 40Ω
KVL un KCL shēmas piemērs
Iepriekš minētā shēma sastāv no diviem mezgliem, proti, A un B, trim zariem un divām neatkarīgām cilpām.
Pielietojiet KCL iepriekš minētajai shēmai, tad mēs varam iegūt šādus vienādojumus.
Mezglos A un B mēs varam iegūt vienādojumus
I1 + I2 = I2 un I2 = I1 + I2
Izmantojot KVL, vienādojumus mēs varam iegūt šādus vienādojumus
No 1. cilpas: 10 = R1 X I1 + R2 X I2 = 10I1 + 40I2
No 2. cilpas: 20 = R2 X I2 + R2 X I3 = 20I2 + 40I3
No 3. cilpas: 10-20 = 10I1-20 I2
I2 vienādojumu var pārrakstīt kā
Vienādojums1 = 10 = 10I1 + 40 (I1 + I2) = 50 I1 + 40 I2
2. vienādojums = 20 = 20I2 +40 (I1 + I2) = 40 I1 + 60 I2
Tagad mums ir divi vienlaicīgi vienādojumi, kurus var samazināt, lai iegūtu I1 un I2 vērtības
I1 aizstāšana ar I2 dod vērtību I1 = -0,143 ampēri
I2 aizstāšana I1 izteiksmē dod vērtību I2 = +0,429 ampēri
Mēs zinām vienādojumu I3 = I1 + I2
Strāvas plūsma rezistorā R3 ir rakstīta kā -0,143 + 0,429 = 0,286 ampēri
Spriegums pāri rezistoram R3 ir rakstīts šādi: 0,286 x 40 = 11,44 volti
“I” –ve zīme ir sākotnēji vēlamās strāvas plūsmas virziens, kas bija nepareizs. Faktiski 20 voltu akumulators uzlādē 10 voltu akumulatoru.
Tas viss ir par Kirchoff likumi , kurā ietilpst KVL un KCL. Šie likumi tiek izmantoti, lai aprēķinātu strāvu un spriegumu lineārajā ķēdē, un mēs varam arī izmantot cilpas analīzi, lai aprēķinātu strāvu katrā cilpā. Turklāt, ja rodas jautājumi par šiem likumiem, lūdzu, sniedziet savus vērtīgos ieteikumus, komentējot tālāk komentāru sadaļā.
Foto kredīti:
- Kirhofa likumi blogspot
- Kirchoff’s Laws by piemērs elektronika-konsultācijas
