Kirchhoff szabályai: 7 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Bevezetés:

Tudjuk, hogy egyetlen ekvivalens ellenállás (RT) akkor található, ha két vagy több ellenállás van egymáshoz csatlakoztatva, ha ugyanaz az áramérték áramlik az összes komponensen. vagy mindkettő kombinációja, és hogy ezek az áramkörök engedelmeskednek Ohm törvényének. Néha azonban olyan összetett áramkörökben, mint a híd- vagy T -hálózatok, nem használhatjuk egyszerűen az Ohm -törvényt, hogy megtaláljuk az áramkörön belül keringő feszültségeket vagy áramokat, mint az (1) ábrán.

Az ilyen típusú számításokhoz szükségünk van bizonyos szabályokra, amelyek lehetővé teszik számunkra az áramköri egyenletek megszerzését, és ehhez használhatjuk a Kirchhoff -féle áramköri törvényt. [1]

1. lépés: Általános meghatározás az áramkörelemzésben:

Mielőtt belemennénk Kirchhoff szabályaiba. először az alapvető elemeket határozzuk meg az áramkör -elemzésben, amelyeket Kirchhoff szabályainak alkalmazásakor használunk.

1-áramkör-az áramkör zárt hurkú vezetési út, amelyben elektromos áram folyik.

2-Path-egyetlen sor összekötő elemek vagy források.

3-csomópont-a csomópont egy csomópont, kapcsolat vagy terminál egy áramkörön belül, ahol két vagy több áramköri elem van összekapcsolva vagy összekapcsolva, így csatlakozási pontot biztosít két vagy több ág között. A csomópontot egy pont jelzi.

4-ág-az elágazás egyetlen komponens vagy csoport, például ellenállások vagy forrás, amelyek két csomópont között vannak összekötve.

5-hurok-a hurok egy egyszerű zárt útvonal egy áramkörben, amelyben egyetlen áramköri elem vagy csomópont sem fordul elő többször.

6-háló-a háló egyetlen zárt hurkú sorozatút, amely nem tartalmaz más utakat. A háló belsejében nincsenek hurkok.

2. lépés: Kirchhoff két szabálya:

1845 -ben egy német fizikus, Gustav Kirchhoff kifejlesztett egy pár szabályt vagy törvényt, amelyek az áramkörök áramának és energiájának megőrzésével foglalkoznak. Ezt a két szabályt közismert nevén Kirchhoff -féle áramköri törvények írják le, a Kirchhoff -féle törvények közül az egyik a zárt körben áramló árammal foglalkozik, a Kirchhoff -féle feszültségtörvény (KCL), míg a másik törvény a zárt áramkörben lévő feszültségforrásokkal, a Kirchhoff -féle feszültségtörvénysel foglalkozik., (KVL).

3. lépés: Kirchhoff szabályainak alkalmazása:

Ezt az áramkört a KCL és a KVL alkalmazására használjuk a következők szerint:

1-Ossza fel az áramkört több hurokra.

2-Állítsa be az áramok irányát a KCL segítségével. Állítson be 2 áramirányt a kívánt módon, majd használja őket a harmadik irányának meghatározásához a (4) ábra szerint.

Kirchhoff jelenlegi törvényét használva a KCLAt A csomópont: I1 + I2 = I3

A B csomópontnál: I3 = I1 + I2 A Kirchhoff -féle feszültségtörvény, KVL használatával

az egyenletek a következőképpen vannak megadva: Az 1. hurok a következő: 10 = R1 (I1) + R3 (I3) = 10 (I1) + 40 (I3)

A 2. hurkot a következőképpen adjuk meg: 20 = R2 (I2) + R3 (I3) = 20 (I2) + 40 (I3)

A 3. hurkot a következőképpen adjuk meg: 10 - 20 = 10 (I1) - 20 (I2)

Mivel I3 az I1 + I2 összege, átírhatjuk az egyenleteket; Eq. 1: 10 = 10I1 + 40 (I1 + I2) = 50I1 + 40I2 Egyen. 2. szám: 20 = 20I2 + 40 (I1 + I2) = 40I1 + 60I2

Most két „szimultán egyenletünk” van, amelyek csökkenthetők, hogy megadjuk az I1 és I2 értékeit. Az I1 helyettesítése az I2 szerint

Az I1 értéke -0,143 amper

As: I3 = I1 + I2 Az R3 ellenállásban áramló áramot a következőképpen adjuk meg: I3 = -0,143 + 0,429 = 0,286 amper

és az R3 ellenállás feszültségét a következőképpen adjuk meg: 0,286 x 40 = 11,44 volt

Az I1 negatív előjele azt jelenti, hogy az áramlás eredetileg választott iránya rossz volt, de ennek ellenére érvényes. Valójában a 20 voltos akkumulátor tölti a 10 voltos akkumulátort. [2]

4. lépés: KiCAD áramkör vázlata:

A kicad megnyitásának lépései:

5. lépés: Az áramkör rajzolásának lépései Kicadban:

6. lépés: Az áramkör multisim szimulációja:

Jegyzet:

A Kirchhoff -szabály alkalmazható mind a váltakozó áramú, mind az egyenáramú áramkörökre, ahol váltakozó áram esetén az ellenállás nemcsak a ohmos ellenállást, hanem a kondenzátort és a tekercset is magában foglalja.

7. lépés: Hivatkozás:

[1]

[2]