Kirchhoffs Regler

click fraud protection

berømte tyske fysiker Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887), en kandidat fra universitetet i Königsberg, som formand for matematisk fysik ved universitetet i Berlin, på grundlag af eksperimentelle data og Ohms lov modtaget en række regler, der giver os mulighed for at analysere komplekse elektriske kredsløb.Så der var og anvendes i elektrodynamik regler Kirchhoff.

først (regel noder) er i det væsentlige, loven om bevarelse af ladning i kombination med den betingelse, at anklagerne ikke er født og ikke forsvinder i en leder.Denne regel gælder for de knudepunkter i de elektriske kredsløb, dvs.punkt kredsløb, hvor konvergerer tre eller flere ledere.

Hvis vi tager den positive retning af strømmen i kredsløbet, som er egnet til node strømninger, og en, der bevæger sig - for den negative, skal summen af ​​strømme på ethvert node være nul, fordi de afgifter ikke kan ophobes i stedet:

i = n

Σ Iᵢ = 0,

i = l

Med andre ord er antallet af afgifter, der svarer til den node per tidsenhed er lig med antallet af afgifter, som går fra et givet punkt i samme periode.

Kirchhoff anden regel - en generalisering af Ohms lov og vedrører de lukkede konturer forgrenede.

I ethvert lukket kredsløb, tilfældigt valgt i en kompleks elektrisk kredsløb, vil den algebraiske sum af produkterne af kræfter strømme og modstande i de respektive sektioner af konturen være lig med den algebraiske sum af EMF i dette kredsløb:

i = n₁ i = n₁

Σ Iᵢ Rᵢ = Σ Ei,

i = li = l

Kirchhoffs regler er ofte bruges til at bestemme værdierne af den nuværende styrke i de områder af komplekse kredsløb, når modstanden og indstille parametrene for de nuværende kilder.Overvej anvendelse af forretningsordenen for eksemplet med beregningen kæden.Da de ligninger, der anvender Kirchhoff regler, er almindelige algebraiske ligninger, bør antallet lig med antallet af ubekendte.Hvis prøven indeholder en kæde af m noder og n sektioner (brancher), det er den første regel, du kan lave en (m - 1) uafhængige ligninger, og ved hjælp af den anden regel, selv (n - m + 1) uafhængige ligninger.

aktion 1. vælge retningen af ​​strømmene vilkårligt, respekt for "reglen" flyder ind og ud, kan noden ikke være kilden eller afløb afgifter.Hvis du vælger den aktuelle retning, du laver en fejl, så værdien af ​​denne aktuelle styrke vil være negativ.Men retningen af ​​strømkilderne ikke er vilkårlige, de er dikteret af den måde, hvorpå optagelse af polerne.

Action 2. Ligningen af ​​de strømninger, der svarer til den første Kirchhoffs regel for node b:

I₂ - I₁ - I₃ = 0

Action 3. skrive ligningerne svarende til Kirchhoffs anden regel, men præ-vælge to uafhængige kredsløb.I dette tilfælde er der tre muligheder: venstre løkke {Badb}, Højre {bcdb} loop og løkke rundt hele kredsløbet {badcb}.

Da det er nødvendigt at finde kun tre strømstyrke, vi begrænser os til to kredsløb.Retningen af ​​traversal ikke noget, strøm og elektromagnetiske felter betragtes som positive, hvis de falder sammen med retningen af ​​traversal.Gå rundt konturen {Badb} uret Ligningen bliver:

I₁R₁ + I₂R₂ = ε₁

anden runde forpligte sig til en stor ring {badcb}:

I₁R₁ - I₃R₃ = ε₁ - ε₂

Aktion 4. nu tegner sig for et system af ligninger, som er ganske let at løse.

Brug Kirchhoffs regler, kan du gøre temmelig komplekse algebraiske ligninger.Situationen er lettere, hvis kredsløbet indeholder visse symmetriske elementer, i dette tilfælde kan der være noder med det samme potentiale og gren kæde med lige strømninger, som i høj grad forenkler ligningen.

Et klassisk eksempel på denne situation er problemet med bestemmelsen af ​​styrken af ​​strømmene i en kubisk form, der består af den samme modstand.På grund af de symmetri kredsløb potentialer punkterne 2,3,6, samt punkt 4,5,7 vil være den samme, de kan tilsluttes, da det ikke vil ændre sig i forhold til den nuværende fordeling, men ordningen vil blive forenklet betydeligt.Således Kirchhoffs lov for kredsløbet Giver let at udføre komplekse beregninger af DC kredsløb.