I år 1845 introduserte Gustav Kirchhoff (tysk fysiker) et sett med lover som omhandler strøm og spenning i de elektriske kretsene. Kirchhoffs lover blir vanligvis kalt KCL (Kirchhoffs Current Law) og KVL (Kirchhoffs Voltage Law). KVL oppgir at den algebraiske summen av spenningen ved noden i en lukket krets er lik null. KCL-loven sier at i en lukket krets er inngangsstrømmen ved noden lik strømmen som går fra noden. Når vi i observasjonen av motstander observerer at en enkelt ekvivalent motstand, (RT) kan bli funnet når flere motstander er koblet i serie eller parallell, disse kretsene adlyde Ohms lov . Men i komplisert elektriske kretser , kan vi ikke bruke denne loven til å beregne spenning og strøm. For denne typen beregninger kan vi bruke KVL og KCL.
Kirchhoffs lover
Kirchhoffs lover omhandler hovedsakelig spenning og strøm i de elektriske kretsene. Disse lovene kan forstås som resultater av Maxwell-ligningene i lavfrekvensgrensen. De er perfekte for DC- og AC-kretser ved frekvenser der den elektromagnetiske strålingsbølgelengden er veldig stor når vi sammenligner med andre kretser.
Kirchhoff’s Circuit Laws
Det er forskjellige forhold mellom spenninger og strømmer i en elektrisk krets. Disse forholdene bestemmes av Kirchhoffs lover som KVL og KCL. Disse lovene brukes til å bestemme impedansen til det komplekse nettverket eller tilsvarende elektrisk motstand og strømmen som strømmer i de forskjellige grenene av n / w.
Kirchhoff gjeldende lov
KCL eller Kirchhoffs gjeldende lov eller Kirchhoffs første lov sier at den totale strømmen i en lukket krets, inngangsstrømmen ved noden er lik strømmen som forlater ved noden eller den algebraiske summen av strømmen ved noden i en elektronisk krets er lik null.
Kirchhoffs gjeldende lov
I diagrammet ovenfor er strømmen betegnet med a, b, c, d og e. I følge KCL-loven er inngangsstrømmen a, b, c, d og de utgående strømmene er e og f med negativ verdi. Ligningen kan skrives som
a + b + c + d = e + f
Generelt i en elektrisk krets refererer begrepet node til et kryss eller en forbindelse av flere komponenter eller elementer eller strømførende baner som komponenter og kabler. I en lukket krets må strømningsstrømmen inn eller ut av en nodefelt eksistere. Denne loven brukes til å analysere parallelle kretser.
Kirchhoff-spenningsloven
KVL eller Kirchhoffs spenningslov eller Kirchhoffs andre lov sier at den algebraiske summen av spenningen i en lukket krets er lik null eller den algebraiske summen av spenningen ved noden er lik null.
Kirchhoff’s Voltage Law
Denne loven omhandler spenning. For eksempel er kretsen ovenfor forklart. En spenningskilde ‘a’ er forbundet med fem passive komponenter, nemlig b, c, d, e, f som har spenningsforskjeller på tvers av dem. Aritmetisk legger spenningsforskjellen mellom disse komponentene sammen fordi disse komponentene er koblet i serie. I følge KVL-loven er spenningen over de passive komponentene i en krets alltid lik og motsatt spenningskilden. Derfor er summen av spenningsforskjellene over alle elementene i en krets alltid null.
a + b + c + d + e + f = 0
Vanlige vilkår for DC Circuit Theory
Den vanlige likestrømskretsen består av forskjellige teorier
Krets: En likestrømskrets er en ledet bane med lukket sløyfe der en strøm strømmer
Sti: En enkelt fil brukes til å koble sammen kildene eller elementene
Node: En node er en forbindelse i en krets der flere elementer er koblet sammen, og den er betegnet med en prikk.
Gren: en gren er en enkelt eller samling av elementer som er koblet mellom to noder som motstander eller en kilde
Løkke: En sløyfe i en krets er en lukket bane, der ingen kretselement eller node blir møtt mer enn en gang.
Mesh: Et maske inneholder ikke noen lukket bane, men det er en enkelt åpen sløyfe, og det inneholder ingen komponenter inne i et nett.
Eksempel på Kirchhoffs lover
Ved å bruke denne kretsen kan vi beregne strømmen i motstanden 40Ω
Eksempel krets for KVL og KCL
Ovennevnte krets består av to noder, nemlig A og B, tre grener og to uavhengige sløyfer.
Påfør KCL på kretsen ovenfor, så kan vi få følgende ligninger.
På nodene A og B kan vi få ligningene
I1 + I2 = I2 og I2 = I1 + I2
Ved å bruke KVL, kan ligningene 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 til 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
Nå har vi to samtidige ligninger som kan reduseres for å gi verdiene I1 og I2
Utskifting av I1 når det gjelder I2 gir verdien til I1 = -0,143 Ampere
Utskifting av I2 når det gjelder I1 gir verdien til I2 = +0,429 Ampere
Vi kjenner ligningen til I3 = I1 + I2
Strømmen i motstanden R3 skrives som -0,143 + 0,429 = 0,286 Ampere
Spenningen over motstanden R3 er skrevet som: 0,286 x 40 = 11,44 volt
–Ve-tegnet for “I” er retningen på strømmen som opprinnelig foretrukket var feil. Faktisk lader 20 volt batteriet 10 volt batteriet.
Dette handler om Kirchoffs lover , som inkluderer KVL og KCL. Disse lovene brukes til å beregne strøm og spenning i en lineær krets, og vi kan også bruke sløyfeanalyse for å beregne strømmen i hver sløyfe. Videre, eventuelle spørsmål angående disse lovene, vennligst gi dine verdifulle forslag ved å kommentere i kommentarseksjonen nedenfor.
Fotokreditter:
- Kirchhoffs lover ved blogspot
- Eksempel på Kirchoffs lover av elektronikk-tutorials
