Kirhofa noteikumi: 7 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Ievads:

Mēs zinām, ka vienu ekvivalentu pretestību (RT) var atrast, ja divi vai vairāki rezistori ir savienoti kopā abās sērijās, ja caur visām sastāvdaļām plūst viena un tā pati strāvas vērtība., Paralēli, ja tiem ir vienāds spriegums. vai to kombinācijas, un ka šīs shēmas ievēro Oma likumu. Tomēr dažreiz sarežģītās ķēdēs, piemēram, tilta vai T tīklos, mēs nevaram vienkārši izmantot tikai Oma likumu, lai atrastu ķēdē cirkulējošos spriegumus vai strāvas, kā parādīts (1) attēlā.

Šāda veida aprēķiniem mums ir nepieciešami noteikti noteikumi, kas ļauj iegūt ķēdes vienādojumus, un šim nolūkam mēs varam izmantot Kirhhofa shēmas likumu. [1]

1. darbība. Kopējā definīcija shēmas analīzē:

Pirms mēs iedziļināmies Kirhhofa noteikumos. vispirms mēs definēsim pamata lietas ķēdes analīzē, kas tiks izmantota, piemērojot Kirhofa noteikumus.

1 ķēde-ķēde ir slēgta cikla vadošs ceļš, kurā plūst elektriskā strāva.

2-ceļš-viena savienojošo elementu vai avotu līnija.

3 mezgls-mezgls ir savienojums, savienojums vai terminālis ķēdē, kur divi vai vairāki ķēdes elementi ir savienoti vai savienoti kopā, nodrošinot savienojuma punktu starp divām vai vairākām atzarām. Mezglu apzīmē ar punktu.

4-filiāle-filiāle ir atsevišķa vai sastāvdaļu grupa, piemēram, rezistori vai avots, kas ir savienoti starp diviem mezgliem.

5 cilpa-cilpa ir vienkāršs slēgts ceļš ķēdē, kurā neviens ķēdes elements vai mezgls nav sastopams vairāk nekā vienu reizi.

6-acs-acs ir viena slēgta cikla virkne, kas nesatur citus ceļus. Tīkla iekšpusē nav cilpu.

2. darbība: divi Kirhhofa noteikumi:

1845. gadā vācu fiziķis Gustavs Kirhofs izstrādāja noteikumu vai likumu pāri vai kopumu, kas attiecas uz strāvas un enerģijas saglabāšanu elektriskās ķēdēs. Šie divi noteikumi ir plaši pazīstami kā Kirhofa shēmas likumi ar vienu no Kirhofa likumiem, kas attiecas uz strāvu, kas plūst ap slēgtu ķēdi, Kirhhofa sprieguma likumu (KCL), bet otrs likums attiecas uz sprieguma avotiem, kas atrodas slēgtā ķēdē, Kirhhofa sprieguma likumu., (KVL).

3. darbība: Kirhofa noteikumu piemērošana:

Mēs izmantosim šo shēmu, lai piemērotu gan KCL, gan KVL šādi:

1-Sadaliet ķēdi vairākās cilpās.

2-Iestatiet strāvu virzienu, izmantojot KCL. Iestatiet 2 strāvas virzienus, kā vēlaties, un pēc tam izmantojiet tos, lai iegūtu trešās virzienu, kā parādīts attēlā (4).

Izmantojot Kirhhofa pašreizējo likumu, KCLAt mezgls A: I1 + I2 = I3

Mezglā B: I3 = I1 + I2 Izmantojot Kirhhofa sprieguma likumu, KVL

vienādojumi ir doti šādi: 1. cilpa tiek dota kā: 10 = R1 (I1) + R3 (I3) = 10 (I1) + 40 (I3)

2. cilpa tiek dota šādi: 20 = R2 (I2) + R3 (I3) = 20 (I2) + 40 (I3)

3. cilpa tiek dota šādi: 10 - 20 = 10 (I1) - 20 (I2)

Tā kā I3 ir I1 + I2 summa, mēs varam pārrakstīt vienādojumus kā; Eq. No 1: 10 = 10I1 + 40 (I1 + I2) = 50I1 + 40I2 Eq. Nē 2: 20 = 20I2 + 40 (I1 + I2) = 40I1 + 60I2

Tagad mums ir divi “vienlaicīgi vienādojumi”, kurus var samazināt, lai iegūtu I1 un I2 vērtības. I1 aizstāšana ar I2

I1 vērtība kā -0,143 ampēri

Kā: I3 = I1 + I2 Rezistorā R3 plūstošā strāva tiek dota kā: I3 = -0,143 + 0,429 = 0,286 ampēri

un spriegums pāri rezistoram R3 ir dots kā: 0,286 x 40 = 11,44 volti

I1 negatīvā zīme nozīmē, ka sākotnēji izvēlētais pašreizējās plūsmas virziens bija nepareizs, bet tomēr spēkā. Faktiski 20 voltu akumulators uzlādē 10 voltu akumulatoru. [2]

4. darbība: KiCAD shēmas shēma:

Kicad atvēršanas soļi:

5. darbība: ķēdes zīmēšanas soļi Kicad:

6. darbība: ķēdes simulācijas simulācija:

Piezīme:

Kirhofa noteikumu var piemērot gan maiņstrāvas, gan līdzstrāvas ķēdēm, kur maiņstrāvas gadījumā pretestība ietvers ne tikai omu pretestību, bet arī kondensatoru un spoli.

7. darbība: atsauce:

[1]

[2]