I år 1845 introducerede Gustav Kirchhoff (tysk fysiker) et sæt love, der beskæftiger sig med strøm og spænding i de elektriske kredsløb. Kirchhoffs love kaldes generelt KCL (Kirchhoffs Current Law) og KVL (Kirchhoffs Voltage Law). KVL angiver, at den algebraiske sum af spændingen ved knudepunktet i et lukket kredsløb er lig med nul. KCL-loven siger, at den indgående strøm ved knudepunktet i et lukket kredsløb er lig med strømmen, der forlader ved knudepunktet. Når vi i tutorial af modstande observerer, at en enkelt ækvivalent modstand, (RT) kan findes, når flere modstande er forbundet i serie eller parallelt, disse kredsløb adlyde Ohms lov . Men i kompleks elektriske kredsløb , vi kan ikke bruge denne lov til at beregne spænding og strøm. Til denne slags beregninger kan vi bruge KVL og KCL.
Kirchhoffs love
Kirchhoffs love vedrører hovedsageligt spænding og strøm i de elektriske kredsløb. Disse love kan forstås som resultater af Maxwell-ligningerne i lavfrekvensgrænsen. De er perfekte til DC- og AC-kredsløb ved frekvenser, hvor de elektromagnetiske strålingsbølgelængder er meget store, når vi sammenligner med andre kredsløb.
Kirchhoffs kredsløb
Der er forskellige forhold mellem spændinger og strømme i et elektrisk kredsløb. Disse forhold bestemmes af Kirchhoffs love som KVL og KCL. Disse love bruges til at bestemme impedansen af det komplekse netværk eller ækvivalent elektrisk modstand og de strømme, der strømmer i de forskellige grene af n / w.
Kirchhoff nuværende lov
KCL eller Kirchhoffs nuværende lov eller Kirchhoffs første lov angiver, at den samlede strøm i et lukket kredsløb, den indgående strøm ved node er lig med strømmen, der forlader ved node, eller den algebraiske sum af strøm ved node i et elektronisk kredsløb er lig med nul.
Kirchhoffs nuværende lov
I ovenstående diagram er strømmen betegnet med a, b, c, d og e. I henhold til KCL-loven er de indgående strømme a, b, c, d og de efterladte strømme er e og f med negativ værdi. Ligningen kan skrives som
a + b + c + d = e + f
Generelt i et elektrisk kredsløb henviser udtrykket knude til et kryds eller en forbindelse af flere komponenter eller elementer eller strømførende baner som komponenter og kabler. I et lukket kredsløb skal den nuværende strøm, der kommer ind eller ud af en knudebane, eksistere. Denne lov bruges til at analysere parallelle kredsløb.
Kirchhoff-spændingsloven
KVL eller Kirchhoffs spændingslov eller Kirchhoffs anden lov angiver, at den algebraiske sum af spændingen i et lukket kredsløb er lig med nul eller den algebraiske sum af spændingen ved noden er lig med nul.
Kirchhoffs spændingslov
Denne lov omhandler spænding. For eksempel forklares ovenstående kredsløb. En spændingskilde 'a' er forbundet med fem passive komponenter, nemlig b, c, d, e, f med spændingsforskelle på tværs af dem. Aritmetisk tilføjes spændingsforskellen mellem disse komponenter, fordi disse komponenter er forbundet i serie. I henhold til KVL-loven er spændingen over de passive komponenter i et kredsløb altid lig & modsat spændingskilden. Derfor er summen af spændingsforskellene på tværs af alle elementerne i et kredsløb altid nul.
a + b + c + d + e + f = 0
Almindelige vilkår for DC-kredsløbsteori
Det fælles jævnstrømskredsløb består af forskellige teoribetingelser
Kredsløb: Et jævnstrømskredsløb er en lukket sløjfe, der leder bane, hvor en elektrisk strøm strømmer
Sti: En enkelt bane bruges til at forbinde kilderne eller elementerne
Knude: En knude er en forbindelse i et kredsløb, hvor flere elementer er forbundet sammen, og det er betegnet med en prik.
Afdeling: en gren er en enkelt eller samling af elementer, der er forbundet mellem to noder som modstande eller en kilde
Sløjfe: En sløjfe i et kredsløb er en lukket sti, hvor intet kredsløbselement eller knudepunkt bliver mødt mere end en gang.
Mesh: Et maske indeholder ikke nogen lukket sti, men det er en enkelt åben sløjfe, og det indeholder ingen komponenter inde i et maske.
Eksempel på Kirchhoffs love
Ved at bruge dette kredsløb kan vi beregne den flydende strøm i modstanden 40Ω
Eksempel på kredsløb til KVL og KCL
Ovenstående kredsløb består af to knudepunkter, nemlig A og B, tre grene og to uafhængige sløjfer.
Anvend KCL på ovenstående kredsløb, så kan vi få følgende ligninger.
På knudepunkterne A og B kan vi få ligningerne
I1 + I2 = I2 og I2 = I1 + I2
Ved hjælp af KVL kan ligningerne få følgende ligninger
Fra loop1: 10 = R1 X I1 + R2 X I2 = 10I1 + 40I2
Fra loop2: 20 = R2 X I2 + R2 X I3 = 20I2 + 40I3
Fra loop3: 10-20 = 10I1-20 I2
Ligningen af I2 kan omskrives som
Ligning1 = 10 = 10I1 + 40 (I1 + I2) = 50 I1 + 40 I2
Ligning 2 = 20 = 20I2 +40 (I1 + I2) = 40 I1 + 60 I2
Nu har vi to samtidige ligninger, som kan reduceres for at give værdierne I1 og I2
Udskiftning af I1 i form af I2 giver værdien af I1 = -0,143 ampere
Udskiftning af I2 i form af I1 giver værdien af I2 = +0,429 Ampere
Vi kender ligningen af I3 = I1 + I2
Strømmen i modstand R3 skrives som -0,143 + 0,429 = 0,286 ampere
Spændingen over modstanden R3 er skrevet som: 0,286 x 40 = 11,44 volt
–Ve-tegnet til 'I' er retningen af strømmen, der oprindeligt foretrak, var forkert. Faktisk oplader 20 volt batteriet 10 volt batteriet.
Dette handler om Kirchoffs love , som inkluderer KVL og KCL. Disse love bruges til at beregne strømmen og spændingen i et lineært kredsløb, og vi kan også bruge loop-analyse til at beregne strømmen i hver loop. Yderligere, hvis du har spørgsmål vedrørende disse love, bedes du give dine værdifulde forslag ved at kommentere i kommentarfeltet nedenfor.
Fotokreditter:
- Kirchhoffs love ved blogspot
- Eksempel på Kirchoffs love af elektronik-tutorials
