Το έτος 1845, ο Gustav Kirchhoff (Γερμανός φυσικός) εισήγαγε ένα σύνολο νόμων που ασχολούνται με το ρεύμα και την τάση στα ηλεκτρικά κυκλώματα. Οι νόμοι του Kirchhoff ονομάζονται γενικά ως KCL (Kirchhoffs Current Law) και KVL (Kirchhoffs Voltage Law). Το KVL δηλώνει ότι το αλγεβρικό άθροισμα της τάσης στον κόμβο σε κλειστό κύκλωμα είναι ίσο με μηδέν. Ο νόμος KCL δηλώνει ότι, σε κλειστό κύκλωμα, το ρεύμα εισόδου στον κόμβο είναι ίσο με το ρεύμα που αφήνει στον κόμβο. Όταν παρατηρούμε στο σεμινάριο των αντιστάσεων ότι μία ισοδύναμη αντίσταση (RT) μπορεί να βρεθεί όταν πολλαπλές αντιστάσεις συνδέονται σε σειρά ή παράλληλα, αυτά τα κυκλώματα υπακούστε στον νόμο του Ohm . Όμως, στο συγκρότημα ηλεκτρικά κυκλώματα , δεν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτόν τον νόμο για τον υπολογισμό της τάσης και του ρεύματος. Για αυτούς τους τύπους υπολογισμών, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε KVL και KCL.
Οι νόμοι του Κίρχοφ
Οι νόμοι του Kirchhoff ασχολούνται κυρίως με την τάση και το ρεύμα στα ηλεκτρικά κυκλώματα. Αυτοί οι νόμοι μπορούν να γίνουν κατανοητοί ως αποτελέσματα των εξισώσεων Maxwell στο όριο χαμηλής συχνότητας. Είναι ιδανικά για κυκλώματα DC και AC σε συχνότητες όπου τα μήκη κύματος ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας είναι πολύ μεγάλα όταν συγκρίνουμε με άλλα κυκλώματα.
Νόμοι κυκλώματος του Kirchhoff
Υπάρχουν διάφορες σχέσεις μεταξύ τάσεων και ρευμάτων ενός ηλεκτρικού κυκλώματος. Αυτές οι σχέσεις καθορίζονται από τους νόμους του Kirchhoffs όπως το KVL και το KCL. Αυτοί οι νόμοι χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της σύνθετης αντίστασης του σύνθετου δικτύου ή της ισοδύναμης ηλεκτρικής αντίστασης και των ρευμάτων που ρέουν στους διάφορους κλάδους του n / w.
Τρέχων νόμος Kirchhoff
Ο τρέχων νόμος KCL ή Kirchhoffs ή ο πρώτος νόμος Kirchhoffs δηλώνει ότι το συνολικό ρεύμα σε κλειστό κύκλωμα, το ρεύμα εισόδου στον κόμβο είναι ίσο με το ρεύμα που αφήνει στον κόμβο ή το αλγεβρικό άθροισμα ρεύματος στον κόμβο σε ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα είναι μηδέν.
Ο ισχύων νόμος του Kirchhoff
Στο παραπάνω διάγραμμα, τα ρεύματα σημειώνονται με a, b, c, d και e. Σύμφωνα με τον νόμο KCL, τα ρεύματα εισόδου είναι a, b, c, d και τα ρεύματα εξόδου είναι e και f με αρνητική τιμή. Η εξίσωση μπορεί να γραφτεί ως
a + b + c + d = e + f
Γενικά σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, ο όρος κόμβος αναφέρεται σε μια σύνδεση ή σύνδεση πολλαπλά στοιχεία ή στοιχεία ή τρέχουσες λωρίδες μεταφοράς όπως εξαρτήματα και καλώδια. Σε κλειστό κύκλωμα, πρέπει να υπάρχει ροή ρεύματος που εισέρχεται ή εξέρχεται από μια λωρίδα κόμβων. Αυτός ο νόμος χρησιμοποιείται για την ανάλυση παράλληλων κυκλωμάτων.
Νόμος περί τάσης Kirchhoff
Ο νόμος περί τάσης KVL ή Kirchhoff ή ο δεύτερος νόμος Kirchhoffs ορίζει ότι, το αλγεβρικό άθροισμα της τάσης σε κλειστό κύκλωμα είναι ίσο με μηδέν ή το αλγεβρικό άθροισμα της τάσης στον κόμβο είναι μηδέν.
Ο νόμος περί τάσης του Kirchhoff
Αυτός ο νόμος ασχολείται με την τάση. Για παράδειγμα, εξηγείται το παραπάνω κύκλωμα. Μια πηγή τάσης «a» συνδέεται με πέντε παθητικά εξαρτήματα, δηλαδή b, c, d, e, f που έχουν διαφορές τάσης μεταξύ τους. Αριθμητικά, η διαφορά τάσης μεταξύ αυτών των εξαρτημάτων προστίθεται καθώς αυτά τα εξαρτήματα συνδέονται σε σειρά. Σύμφωνα με τον νόμο KVL, η τάση στα παθητικά εξαρτήματα σε ένα κύκλωμα είναι πάντα ίση και αντίθετη από την πηγή τάσης. Ως εκ τούτου, το άθροισμα των διαφορών τάσης σε όλα τα στοιχεία ενός κυκλώματος είναι πάντα μηδέν.
a + b + c + d + e + f = 0
Κοινοί Όροι Θεωρίας Κυκλώματος DC
Το κοινό κύκλωμα DC αποτελείται από διάφορους θεωρητικούς όρους
Κύκλωμα: Ένα κύκλωμα DC είναι μια αγωγός κλειστού βρόχου στην οποία ρέει ένα ηλεκτρικό ρεύμα
Μονοπάτι: Μια μεμονωμένη λωρίδα χρησιμοποιείται για τη σύνδεση των πηγών ή των στοιχείων
Κόμβος: Ένας κόμβος είναι μια σύνδεση σε ένα κύκλωμα όπου πολλά στοιχεία συνδέονται μεταξύ τους και συμβολίζεται με μια τελεία.
Κλαδί: ένας κλάδος είναι ένα μεμονωμένο ή συλλογή στοιχείων που συνδέονται μεταξύ δύο κόμβων, όπως αντιστάσεις ή πηγή
Βρόχος: Ένας βρόχος σε ένα κύκλωμα είναι μια κλειστή διαδρομή, όπου δεν υπάρχει στοιχείο κυκλώματος ή κόμβος περισσότερες από μία φορές.
Πλέγμα: Ένα πλέγμα δεν περιέχει καμία κλειστή διαδρομή, αλλά είναι ένας ενιαίος ανοιχτός βρόχος και δεν περιέχει συστατικά μέσα σε ένα πλέγμα.
Παράδειγμα των νόμων του Kirchhoff
Χρησιμοποιώντας αυτό το κύκλωμα, μπορούμε να υπολογίσουμε το ρεύμα ροής στην αντίσταση 40Ω
Παράδειγμα κυκλώματος για KVL και KCL
Το παραπάνω κύκλωμα αποτελείται από δύο κόμβους, δηλαδή Α και Β, τρεις κλάδους και δύο ανεξάρτητους βρόχους.
Εφαρμόστε το KCL στο παραπάνω κύκλωμα, τότε μπορούμε να πάρουμε τις ακόλουθες εξισώσεις.
Στους κόμβους Α και Β μπορούμε να πάρουμε τις εξισώσεις
I1 + I2 = I2 και I2 = I1 + I2
Χρησιμοποιώντας το KVL, οι εξισώσεις μπορούμε να πάρουμε τις ακόλουθες εξισώσεις
Από βρόχο 1: 10 = R1 X I1 + R2 X I2 = 10I1 + 40I2
Από βρόχο2: 20 = R2 X I2 + R2 X I3 = 20I2 + 40I3
Από βρόχο3: 10-20 = 10I1-20 I2
Η εξίσωση του I2 μπορεί να ξαναγράψει ως
Εξίσωση 1 = 10 = 10I1 + 40 (I1 + I2) = 50 I1 + 40 I2
Εξίσωση 2 = 20 = 20I2 +40 (I1 + I2) = 40 I1 + 60 I2
Τώρα έχουμε δύο ταυτόχρονες εξισώσεις που μπορούν να μειωθούν για να δώσουν τις τιμές των I1 και I2
Η αντικατάσταση του I1 σε όρους I2 δίνει την τιμή του I1 = -0,143 Amps
Η αντικατάσταση του I2 σε όρους I1 δίνει την τιμή I2 = +0,429 Amps
Γνωρίζουμε την εξίσωση του I3 = I1 + I2
Η ροή του ρεύματος στην αντίσταση R3 γράφεται ως -0,143 + 0,429 = 0,286 Amps
Η τάση στην αντίσταση R3 γράφεται ως: 0,286 x 40 = 11,44 volt
Το σύμβολο –ve για «I» είναι η κατεύθυνση της ροής του ρεύματος που προτιμήθηκε αρχικά ήταν λάθος, στην πραγματικότητα, η μπαταρία των 20 volt φορτίζει την μπαταρία των 10 volt.
Αυτό είναι όλο Οι νόμοι του Kirchoff , που περιλαμβάνει KVL και KCL. Αυτοί οι νόμοι χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό του ρεύματος και της τάσης σε ένα γραμμικό κύκλωμα και μπορούμε επίσης να χρησιμοποιήσουμε την ανάλυση βρόχου για τον υπολογισμό του ρεύματος σε κάθε βρόχο. Επιπλέον, τυχόν απορίες σχετικά με αυτούς τους νόμους, δώστε τις πολύτιμες προτάσεις σας σχολιάζοντας την παρακάτω ενότητα σχολίων.
Φωτογραφικές μονάδες:
- Οι νόμοι του Kirchhoff από blogspot
- Παράδειγμα των νόμων του Kirchoff από ηλεκτρονικά μαθήματα
