Кирцххоффов први и други закон - приступачно објашњење

Први закон Кирцххоффа

Дефиниција првог закона је:"Алгебарска сума струја која тече кроз чвор је нула." Можете рећи мало другачији облик: "Колико струја је ушло у чвор, исто толико истекло, што указује на константност струје. ".

Чвор ланца је тачка спајања три или више грана. Струје у овом случају расподељују се пропорционално отпору сваке гране.

Ја₁= Ја₂+ Ја₃

Овај облик снимања важи за једносмерне струјне кругове. Ако користите први Кирцххофф закон за круг са наизменичном струјом, тада се користе тренутне вредности напона, означавају се словом И и пишу се у сложеном облику, а метода прорачуна остаје иста:

Сложени облик узима у обзир и активне и реактивне компоненте.

Други закон Кирцххоффа

Ако први описује расподелу струја у гранама, онда је други Кирцххоффов закон: "Збир падова напона у кругу једнак је збиру свих ЕМФ-а. "Једноставним речима, формулација гласи како слиједи: „ЕМФ примењен на дијелу круга дистрибуират ће се између елемената овог круга сразмјерно отпорима, тј. према Охмовом закону. "

Док за наизменичну струју звучи овако: "Збир амплитуда сложене ЕМФ једнак је збиру сложених падова напона на елементима ".

З је укупни отпор или сложени отпор, укључује и отпорнички део и реактивни (индуктивност и капацитивност), што зависи од фреквенције наизменичне струје (у истосмерној струји постоји само активни отпор). Испод су формуле сложеног отпора кондензатора и индуктивности:

Ево слике која илуструје горе наведено:

Затим:

Методе прорачуна за први и други закон Кирцххоффа

Хајде да применимо теоретски материјал у пракси. Да бисте правилно поставили знакове у једнаџбе, морате одабрати смјер круга. Погледајте дијаграм:

Предлажемо да одаберете смер у смеру казаљке на сату и означите га на слици:

Испрекидана црта показује како пратити пут приликом прављења једначина.

Следећи корак је састављање једначина према Кирцххоффовим законима. Прво користимо друго.Знакове постављамо на овај начин: знак минус се поставља испред електромоторне силе ако је усмерен у смеру супротном од казаљке на сату (смер који смо изабрали у претходном кораку), затим за емф у смеру казаљке на сату постављамо знак минус. Састављамо за сваки круг, узимајући у обзир знакове.

За прво гледамо правац ЕМФ-а, подудара се са цртом исцртаном линијом, постављеном Е1 плус Е2:

За друго:

За треће:

Знакови за ИР (напон) овисе о смјеру струје петље. Овде је правило знака исто као у претходном случају.

ИР се пише позитивним знаком ако струја тече у правцу заобилазног круга круга. И са знаком „-“, ако струја тече супротно од правца струјног круга.

Правац проласка круга је условна количина. Потребан је само за распоред знакова у једначинама, бира се произвољно и не утиче на исправност израчуна. У неким случајевима, лоше одабран правац заобиласка може компликовати израчун, али то није пресудно.

Размотримо још један круг:

Постоји чак четири извора ЕМФ-а, али поступак израчуна је исти, прво бирамо правац за прављење једначина.

Сада треба да направите једначине према првом закону Кирцххоффа. За први чвор (слика 1 на левој страни дијаграма):

Ја₃ тече унутра, а ја₁, Ја₄ то следи, одатле и знакови. За друго:

За треће:

Питање: "Постоје четири чвора, а постоје само три једначине, зашто? "Чињеница је да је број једначина из првог Кирцххоффовог правила једнак:

Н_{једначине}= н_{чворова}-1

Они. постоји само 1 мање једначина него чворови, јер ово је довољно за описивање струја у свим гранама, савјетујем још једном да се попнете до кола и провјерите да ли су све струје записане у једнаџбама.

Сада прелазимо на изградњу једначина по другом правилу. За примарни круг:

За други круг:

За трећи круг:

Ако заменимо вредности стварних напона и отпора, испада да су први и други закони правични и испуњени. Ово су једноставни примери, у пракси се морају решити много обимнији проблеми.

Закључак. Главна ствар код израчунавања уз помоћ првог и другог Кирцххоффовог закона је поштовање правила за прављење једначина, тј. узети у обзир правац тока струје и заобићи круг за правилно постављање знакова за сваки елемент круга.

Кирцххофф-ови закони за магнетно коло

Прорачуни магнетних кола такође су важни у електротехници, оба закона су овде нашла своју примену. Суштина остаје иста, али промена врсте и величине, погледајмо ово питање детаљније. Прво треба да се позабавите концептима.

Магнетомотивна сила (МДС) одређује се производом броја обртаја завојнице и струјом кроз њу:

Ф = в * и

Магнетни напон је производ јакости и струје магнетног поља кроз пресек, мерено у Амперама:

У_м= Х * И

Или магнетни ток кроз магнетни отпор:

У_м= Ф * Р_м

Л је просечна дужина парцеле, μ_р и μ₀ - релативна и апсолутна магнетна пропустљивост.

Повлачећи аналогију, пишемо први Кирцххоффов закон о магнетном кругу:

Односно, збир свих магнетних токова кроз чвор је нула. Да ли сте приметили да звучи готово исто као и за електрични круг?

Тада други Кирцххоффов закон звучи као „Збир МДС-а у магнетном кругу једнак је износу У_{М­­ ­­}(магнетни стрес).

Магнетни ток је једнак:

За променљиво магнетно поље:

То зависи само од напона преко намотаја, а не од параметара магнетног круга.

Као пример, узмите у обзир ову контуру:

Тада за АБЦД добијамо следећу формулу:

За кругове са ваздушним зазором важе следећи односи:

Магнетни отпор:

А отпор ваздушног отвора (са десне стране на језгри):

Где је С језгра.

Да бисте у потпуности разумели материјал и визуелно прегледали неке нијансе коришћења правила, препоручујемо да се упознате са предавањима која су дата у видеу:

Открића Густава Кирцххоффа дала су значајан допринос развоју науке, посебно електротехнике.Уз њихову помоћ, врло је једноставно израчунати било који електрични или магнетни круг, струје у њему и напоне. Надамо се да ће вам сада Кирцххоффова правила за електрична и магнетна кола постати јаснија.

Слични материјали:

• Јоуле-Ленз Лав
• Отпор проводника у односу на температуру
• Гимлет влада једноставним речима