Kirchhoff se reëls: 7 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:23

Inleiding:

Ons weet dat 'n enkele ekwivalente weerstand (RT) gevind kan word wanneer twee of meer weerstande in beide reekse aanmekaar gekoppel is as dieselfde stroomwaarde deur al die komponente vloei., Parallel as dieselfde spanning daaroor toegepas word. of kombinasies van beide, en dat hierdie kringe die Ohm -wet gehoorsaam. Soms kan ons egter in komplekse stroombane soos brug- of T -netwerke nie net Ohm se wet alleen gebruik om die spanning of strome wat in die stroombaan sirkuleer, te vind nie, soos in figuur (1).

Vir hierdie tipe berekeninge het ons sekere reëls nodig wat ons in staat stel om die kringvergelykings te verkry, en hiervoor kan ons Kirchhoff se stroomwet gebruik. [1]

Stap 1: Algemene definisie in stroombaananalise:

Voordat ons ingaan op Kirchhoff se reëls. ons sal eerstens basiese dinge in kringanalise omskryf wat gebruik sal word by die toepassing van Kirchhoff se reëls.

1-stroombaan-'n stroombaan is 'n geslote lus geleidingsbaan waarin 'n elektriese stroom vloei.

2-pad-'n enkele lyn van verbindingselemente of bronne.

3-Node-'n knoop is 'n aansluiting, verbinding of terminaal binne 'n stroombaan waar twee of meer kringelemente verbind of saamgevoeg is, wat 'n verbindingspunt tussen twee of meer takke gee. 'N Knoop word met 'n kolletjie aangedui.

4-tak-'n tak is 'n enkele of groep komponente soos weerstande of 'n bron wat verbind is tussen twee nodusse.

5-lus-'n lus is 'n eenvoudige geslote pad in 'n stroombaan waarin geen kringelement of knoop meer as een keer aangetref word nie.

6-gaas-'n gaas is 'n enkele geslote lus-reekspad wat geen ander paaie bevat nie. Daar is geen lusse in 'n gaas nie.

Stap 2: Kirchhoff se twee reëls:

In 1845 het 'n Duitse fisikus, Gustav Kirchhoff, 'n stel reëls of wette ontwikkel wat handel oor die behoud van stroom en energie in elektriese stroombane. Hierdie twee reëls staan algemeen bekend as Kirchhoff's Circuit Laws met een van Kirchhoff se wette wat handel oor die stroom wat rondom 'n geslote stroombaan, Kirchhoff's Voltage Law, (KCL) handel, terwyl die ander wet handel oor die spanningsbronne in 'n geslote stroombaan, Kirchhoff's Voltage Law, (KVL).

Stap 3: Pas Kirchhoff se reëls toe:

Ons sal hierdie kring gebruik om beide KCL en KVL soos volg toe te pas:

1-Verdeel stroombaan in verskeie lusse.

2-Stel rigting van strome met behulp van KCL. Stel 2 strome rigting in soos u wil, en gebruik dit dan om die rigting van die derde een soos volg in figuur (4) te kry.

Met behulp van Kirchhoff se huidige wet, KCLAt -knoop A: I1 + I2 = I3

By knooppunt B: I3 = I1 + I2 Gebruik Kirchhoff se spanningswet, KVL

die vergelykings word gegee as: Lus 1 word gegee as: 10 = R1 (I1) + R3 (I3) = 10 (I1) + 40 (I3)

Lus 2 word gegee as: 20 = R2 (I2) + R3 (I3) = 20 (I2) + 40 (I3)

Lus 3 word gegee as: 10 - 20 = 10 (I1) - 20 (I2)

Aangesien I3 die som van I1 + I2 is, kan ons die vergelykings herskryf as; Vgl. Nee 1: 10 = 10I1 + 40 (I1 + I2) = 50I1 + 40I2 Vgl. Nee 2: 20 = 20I2 + 40 (I1 + I2) = 40I1 + 60I2

Ons het nou twee "gelyktydige vergelykings" wat verminder kan word om ons die waardes van I1 en I2 te gee. Vervanging van I1 in terme van I2 gee ons

die waarde van I1 as -0.143 Amps Vervanging van I2 in terme van I1 gee ons die waarde van I2 as +0.429 Amps

As: I3 = I1 + I2 Die stroom wat in weerstand R3 vloei, word gegee as: I3 = -0.143 + 0.429 = 0.286 Amps

en die spanning oor die weerstand R3 word gegee as: 0,286 x 40 = 11,44 volt

Die negatiewe teken vir I1 beteken dat die rigting van die stroom wat aanvanklik gekies is, verkeerd was, maar nog steeds geldig was. Trouens, die 20v -battery laai die 10v -battery. [2]

Stap 4: KiCAD -skema van stroombaan:

Stappe om kicad oop te maak:

Stap 5: Stappe van die tekenbaan in Kicad:

Stap 6: Multisim simulasie van stroombaan:

Let wel:

Kirchhoff se reël kan toegepas word op beide wisselstroom- en gelykstroomkringe, waar die weerstand in die geval van kondensator en spoel nie net ohmiese weerstand sal insluit nie.

Stap 7: Verwysing:

[1]

[2]