През 1845 г. Густав Кирххоф (немски физик) въвежда набор от закони, които се занимават с ток и напрежение в електрическите вериги. Законите на Kirchhoff’s обикновено се наричат KCL (Kirchhoffs Current Law) и KVL (Kirchhoffs Voltage Law). KVL заявява, че алгебричната сума на напрежението в възел в затворена верига е равна на нула. Законът KCL гласи, че в затворена верига входният ток в възела е равен на тока, който излиза в възела. Когато наблюдаваме в урока по резистори, че може да се намери едно еквивалентно съпротивление (RT), когато множество резистори са свързани последователно или паралелно, тези вериги спазвайте закона на Ом . Но в комплекс електрически вериги , не можем да използваме този закон за изчисляване на напрежението и тока. За този вид изчисления можем да използваме KVL и KCL.

Законите на Кирххоф

Законите на Kirchhoff се занимават главно с напрежение и ток в електрическите вериги. Тези закони могат да се разберат като резултати от уравненията на Максуел в нискочестотната граница. Те са идеални за DC и AC вериги на честоти, където дължините на вълните на електромагнитното излъчване са много големи, когато сравняваме с други вериги.

Circhhoff’s Circuit Laws

Има различни връзки между напрежения и токове на електрическа верига. Тези взаимоотношения се определят от законите на Kirchhoffs като KVL и KCL. Тези закони се използват за определяне на импеданса на сложната мрежа или еквивалентно електрическо съпротивление и токовете, протичащи в няколко клона на n / w.

Действащ закон на Кирххоф

KCL или настоящият закон на Kirchhoffs или първият закон на Kirchhoffs гласи, че общият ток в затворена верига, входният ток в възела е равен на тока, оставящ се в възела, или алгебричната сума на тока в възела в електронна схема е равна на нула.

Настоящият закон на Kirchhoff

В горната диаграма токовете се означават с a, b, c, d и e. Съгласно закона KCL, входящите токове са a, b, c, d, а изходните токове са e и f с отрицателна стойност. Уравнението може да бъде записано като

a + b + c + d = e + f

Обикновено в електрическа верига терминът възел се отнася до кръстовище или връзка на множество компоненти или елементи или ленти за пренасяне на ток като компоненти и кабели. В затворена верига трябва да съществува текущият поток, който влиза във или извън възела. Този закон се използва за анализ на паралелни вериги.

Закон за напрежението на Кирххоф

KVL или законът за напрежението на Kirchhoff или вторият закон на Kirchhoffs гласи, че алгебричната сума на напрежението в затворена верига е равна на нула или алгебричната сума на напрежението в възела е равна на нула.

Закон за напрежението на Kirchhoff

Този закон се занимава с напрежението. Например, горната схема е обяснена. Източник на напрежение ‘a’ е свързан с пет пасивни компонента, а именно b, c, d, e, f, имащи разлики в напрежението в тях. Аритметично разликата в напрежението между тези компоненти се събира, тъй като тези компоненти са свързани последователно. Съгласно закона KVL, напрежението в пасивните компоненти във веригата винаги е равно и противоположно на източника на напрежение. Следователно, сумата от разликите в напрежението във всички елементи във веригата винаги е нула.

a + b + c + d + e + f = 0

Общи условия на теорията на DC веригата

Общата верига за постоянен ток се състои от различни теоретични термини са

Верига: DC верига е затворена верига, провеждаща лента, в която протича електрически ток
Път: Една лента се използва за свързване на източниците или елементите
Възел: Възелът е връзка във верига, където множество елементи са свързани заедно и се обозначава с точка.
Клон: клон е единичен или съвкупност от елементи, които са свързани между два възела като резистори или източник
Цикъл: Цикълът във верига е затворен път, при който нито един елемент или възел на веригата не е изпълнен повече от веднъж.
Мрежа: Мрежата не съдържа затворен път, но е единичен отворен цикъл и не съдържа никакви компоненти в мрежата.

Пример за законите на Кирххоф

Чрез използването на тази схема можем да изчислим текущия ток в резистора 40Ω

Примерна схема за KVL и KCL

Горната схема се състои от два възела, а именно A и B, три клона и два независими контура.

“какво е пример за добър изолатор ”

Приложете KCL към горната схема, тогава можем да получим следните уравнения.

В възли A и B можем да получим уравненията

I1 + I2 = I2 и I2 = I1 + I2

Използвайки KVL, уравненията можем да получим следните уравнения

От цикъл1: 10 = R1 X I1 + R2 X I2 = 10I1 + 40I2
От цикъл2: 20 = R2 X I2 + R2 X I3 = 20I2 + 40I3
От цикъл3: 10-20 = 10I1-20 I2

Уравнението на I2 може да пренапише като

Уравнение 1 = 10 = 10I1 + 40 (I1 + I2) = 50 I1 + 40 I2
Уравнение 2 = 20 = 20I2 +40 (I1 + I2) = 40 I1 + 60 I2

Сега имаме две едновременни уравнения, които могат да бъдат намалени, за да дадат стойностите на I1 и I2

Замяната на I1 по отношение на I2 дава стойността на I1 = -0,143 ампера
Замяната на I2 по отношение на I1 дава стойността на I2 = +0.429 ампера

Знаем уравнението на I3 = I1 + I2

Потокът на ток в резистор R3 се записва като -0,143 + 0,429 = 0,286 ампера
Напрежението на резистора R3 се записва като: 0,286 x 40 = 11,44 волта

Знакът –ve за „I“ е посоката на потока на тока, която първоначално е била предпочитана, е грешна.

Това е всичко за Законите на Кирхоф , който включва KVL и KCL. Тези закони се използват за изчисляване на тока и напрежението в линейна верига, а също така можем да използваме анализ на контура, за да изчислим тока във всеки контур. Освен това, всички въпроси относно тези закони, моля, дайте вашите ценни предложения, като коментирате в раздела за коментари по-долу.

Кредити за снимки: