Kirchhoffs regler

click fraud protection

berømte tyske fysikeren Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887), utdannet ved Universitetet i Königsberg, som leder av matematisk fysikk ved universitetet i Berlin, på grunnlag av eksperimentelle data og Ohms lov mottatt en rekke regler som tillater oss å analysere komplekse elektriske kretser.Så var der, og blir brukt i elektromagnetisme regler Kirchhoff.

først (regel noder) er, i hovedsak, loven om bevaring av ladning i kombinasjon med den betingelse at anklagene ikke er født, og ikke forsvinner i en leder.Denne regelen gjelder for noder av elektriske kretser, dvs.punkt i kretsen som konvergerer tre eller flere ledere.

Hvis vi tar den positive retningen på strømmen i kretsen, som er egnet til noden strømninger, og en som beveger seg - for det negative, bør summen av strømmene til enhver node være null, fordi kostnadene ikke kan akkumuleres i stedet:

i = n

Σ Iᵢ = 0,

i = l

Med andre ord, er antall avgifter som tilsvarer noden per tidsenhet lik antall av avgifter, som går fra et gitt punkt i samme periode.

Kirchhoff nest regel - en generalisering av Ohms lov og relaterer seg til de lukkede konturer forgrenede.

I alle lukket sløyfe, tilfeldig valgt på en kompleks elektrisk krets, vil den algebraiske sum av produktene av krefter strømmer og motstandene i de respektive deler av konturen være lik den algebraiske sum av den emf i denne kretsen:

i = n ^ i = n ^

Σ Iᵢ Rᵢ = Σ Ei,

i = li = l

Kirchhoffs regler blir ofte brukt til å bestemme verdiene av den nåværende styrken i de områdene av kompleks krets når motstanden og sette parametrene av aktuelle kilder.Vurdere anvendelsen av reglene i prosedyren for eksempel på beregning kjeden.Siden ligningene som bruker Kirchhoffs regler, er vanlige algebraiske ligninger, bør antallet lik antall ukjente.Dersom prøven inneholder en kjede av m noder og n seksjoner (filialer), er det den første regelen du kan lage en (m - 1) uavhengige ligninger, og bruker den andre regelen, selv (n - m + 1) uavhengige ligninger.

Handling 1. velge retning av strømmene i en vilkårlig måte, respektere den "regelen" som strømmer inn og ut, kan noden ikke være kilden eller kloakk kostnader.Hvis du velger den aktuelle retningen du gjør en feil, da verdien av denne strømmen kraft vil være negativ.Men retningen av strømkildene er ikke tilfeldig, de er diktert av veien inkludering av polene.

Handling 2. Ligningen av strømmene som tilsvarer den første Kirchhoffs regel for node b:

I₂ - I₁ - I₃ = 0

Handling 3. skrive ligningene som tilsvarer Kirchhoffs andre regelen, men pre-velger to uavhengige kretser.I dette tilfellet, er det tre mulige alternativer: venstre sløyfe {BadB}, Høyre {bcdb} sløyfe og sløyfe rundt hele kretsen {badcb}.

Siden det er nødvendig å finne bare tre strømstyrke, begrenser vi oss til to kretser.Retning av traversering ikke saken, strøm og EMF anses positivt dersom de faller sammen med retning av traversering.Gå rundt konturen {BadB} urviseren ligningen blir:

I₁R₁ + I₂R₂ = ε₁

andre runde forplikte seg til en stor ring {badcb}:

I₁R₁ - I₃R₃ = ε₁ - ε₂

Handling 4. utgjør nå et system av ligninger, som er ganske enkelt å løse.

Bruke Kirchhoffs regler, kan du gjøre ganske kompliserte algebraiske ligninger.Situasjonen er lettere hvis kretsen inneholder visse symmetriske elementer, i dette tilfellet kan det være noder med samme potensial og grenkjede med like store strømmer, som i stor grad forenkler ligningen.

Et klassisk eksempel på en slik situasjon er problemet med å bestemme styrken av strømmene i en kubisk form, som består av den samme motstand.På grunn av symmetri krets potensialene av punktene 2,3,6, samt punktene 4,5,7 vil være den samme, de kan kobles, da det ikke vil endre seg i forhold til dagens fordeling, men ordningen vil forenkles betraktelig.Dermed Kirchhoffs lov for krets Gir enkel å utføre komplekse beregning av DC kretsen.