Zasady Kirchhoffa

click fraud protection

słynny niemiecki fizyk Gustav Robert Kirchhoff (1824/87), absolwent Uniwersytetu w Królewcu, a katedrę fizyki matematycznej na Uniwersytecie w Berlinie, na podstawie danych doświadczalnych i Prawo Ohma otrzymała szereg zasad, które pozwala nam na analizę złożonych obwodów elektrycznych.Więc nie były i są wykorzystywane w elektrodynamiki rządzi Kirchhoff.

pierwszy (węzły rule) jest w istocie, prawo zachowania ładunku w połączeniu z warunkiem, że opłaty nie rodzą się i nie znikają w przewodniku.Zasada ta ma zastosowanie do węzłów obwodów elektrycznych, tjObwód punkt, w którym zbiega się z trzech lub więcej przewodów.

Jeśli weźmiemy dodatni kierunek prądu w obwodzie, który nadaje się do prądów węzłowych, i jeden, który porusza się - za negatywne, suma prądów w każdym węźle powinna wynosić zero, ponieważ opłaty nie może gromadzić się w miejscu:

i = n

Σ Iᵢ = 0,

i = l

Innymi słowy, liczba obciążeń, które odpowiadają węzła w jednostce czasu równa jest liczbie ładunków, które przechodzą od punktu odniesienia w tym samym okresie czasu.Druga reguła

Kirchhoffa - uogólnieniem prawa Ohma i dotyczy zamkniętych konturów rozgałęzionych.

W każdym obiegu zamkniętym, wybrano losowo w złożonym układzie elektrycznym algebraiczna suma tych produktów siły prądu i rezystancjach właściwych sekcji konturu będzie równa algebraicznej sumy siły elektromotorycznej w tym układzie:

i = n₁ i = n₁

Σ Iᵢ Rᵢ = Σ Ei,

i = reguły li = l

Kirchhoffa są często wykorzystywane do określenia wartości natężenia prądu w obszarach złożonego układu, gdy rezystancja i ustawić parametry źródła prądu.Należy rozważyć stosowanie regulaminu przykładzie sieci obliczeniowej.Od równania, które używają zasad Kirchhoff, są wspólne równań algebraicznych, liczba powinna być równa liczbie niewiadomych.Jeśli próbka zawiera łańcuch m węzłów i n sekcje (oddziałów), to pierwsza zasada można zrobić (m - 1) niezależnych równań, a przy użyciu drugą regułę, nawet (n - m + 1) niezależnych równań.

Działanie 1. wybrać kierunek prądów w sposób arbitralny, z poszanowaniem zasady "płynący" i obecnie, węzeł nie może być źródła lub drenażu opłat.Jeśli wybierzesz aktualny kierunek się pomylisz, to wartość tego prądu życie będzie ujemny.Ale kierunek obecnych źródeł nie są arbitralne, są one podyktowane sposób integracji z biegunów.

Działanie 2. Równanie prądów odpowiadających rządów pierwszego Kirchhoffa dla węzła b:

I₂ - I₁ - I₃ = 0

Działanie 3. Napisać równania odpowiadające drugiej reguły Kirchhoffa, ale wstępnie wybrać dwa niezależne obwody.W tym przypadku możliwe są trzy opcje: lewa pętli {BADB}, {bcdb} prawym pętli i pętla wokół całego obwodu {badcb}.

Ponieważ jest to konieczne, aby znaleźć tylko trzy natężeniu, możemy ograniczyć się do dwóch obwodów.Kierunek przechodzenia nie ma znaczenia, prądy i EMF są uważane za pozytywne, jeśli pokrywa się z kierunkiem przechodzenia.Idź wokół konturu {BADB} lewo równanie ma postać:

I₁R₁ + I₂R₂ = ε₁

drugiej rundzie zobowiązać się do dużego pierścienia {badcb}:

I₁R₁ - I₃R₃ = ε₁ - ε₂ działania

4. stanowią obecnie układu równań, który jest dość łatwe do rozwiązania.

Korzystanie zasady Kirchhoffa, można to zrobić dość skomplikowanych równań algebraicznych.Sytuacja jest łatwiejsze, jeśli obwód zawiera pewne elementy symetryczne, w tym przypadku nie mogą być węzły o tym samym potencjale i oddziału łańcucha z równych prądów, co znacznie upraszcza równanie.

Klasycznym przykładem tej sytuacji jest problem określenia wytrzymałości prądów w kształcie sześcianu, składa się z tego samego oporu.Ze względu na symetrię potencjałów obwodu punkty 2,3,6, a także punktów 4,5,7 będą takie same, mogą być połączone, tak, że nie zmienia się pod względem rozkładu prądu, ale system będzie znacznie uproszczone.Zatem prawo Kirchhoffa dla obwodu umożliwia łatwe wykonywanie złożonych obliczeń obwodu DC.