Ang Una at Ikalawang Batas ni Kirchhoff - Isang Mapag-usapang Paliwanag

Ang unang batas ng Kirchhoff

Ang kahulugan ng unang batas ay: "Ang algebraic na kabuuan ng mga alon na dumadaloy sa isang node ay zero. " Maaari mong sabihin ang isang maliit na iba't ibang anyo: "Gaano karaming mga alon ang dumaloy sa node, ang parehong bilang ay dumaloy, na nagpapahiwatig ng patuloy na kasalukuyang ".

Ang isang node ng isang chain ay isang koneksyon point ng tatlo o higit pang mga sanga. Ang mga alon sa kasong ito ay ipinamamahagi sa proporsyon sa paglaban ng bawat sangay.

Ako₁= Ako₂+ Ako₃

Ang form na ito ng pag-record ay may bisa para sa DC circuit. Kung gagamitin mo ang unang batas ng Kirchhoff para sa isang alternatibong kasalukuyang circuit, kung gayon ang agarang halaga ng boltahe ay ginagamit, ay ipinapahiwatig ng titik İ at nakasulat sa kumplikadong anyo, at ang pamamaraan ng pagkalkula ay nananatiling pareho:

Ang kumplikadong form ay isinasaalang-alang ang parehong mga aktibo at reaktibo na mga sangkap.

Pangalawang Batas ng Kirchhoff

Kung ang unang naglalarawan ng pamamahagi ng mga alon sa mga sanga, kung gayon ang pangalawang batas ng Kirchhoff ay: "Ang kabuuan ng boltahe ay bumaba sa circuit ay katumbas ng kabuuan ng lahat ng mga EMF. "Sa mga simpleng salita, ang mga salitang binasa ay sumusunod: "Ang EMF ay inilapat sa isang seksyon ng isang circuit ay ibinahagi sa mga elemento ng circuit na ito sa proporsyon ng mga resistensya, i.e. ayon sa batas ni Ohm. "

Samantalang para sa alternating kasalukuyang naririto ito: "Ang kabuuan ng mga amplitude ng kumplikadong EMF ay katumbas ng kabuuan ng kumplikadong boltahe na bumaba sa mga elemento ".

Ang Z ay ang impedance o kumplikadong paglaban, kasama nito ang parehong resistive na bahagi at ang reaktibo na bahagi (inductance at capacitance), na nakasalalay sa dalas ng alternating current (sa direktang kasalukuyang mayroon lamang aktibong paglaban). Nasa ibaba ang mga formula ng kumplikadong paglaban ng kapasitor at inductance:

Narito ang isang larawan na naglalarawan sa itaas:

Pagkatapos:

Mga pamamaraan ng pagkalkula para sa una at pangalawang batas ng Kirchhoff

Magsagawa tayo sa pagsasagawa ng teoretikal na materyal sa pagsasanay. Upang maayos na maglagay ng mga palatandaan sa mga equation, kailangan mong piliin ang direksyon ng circuit. Tingnan ang diagram:

Iminumungkahi namin ang pagpili ng isang direksyon sa sunud-sunod at markahan ito sa figure:

Ang linya na may tuldok na tuldok ay nagpapahiwatig kung paano sundin ang landas kapag gumagawa ng mga equation.

Ang susunod na hakbang ay ang pagsulat ng mga equation ayon sa mga batas ng Kirchhoff. Una gamitin namin ang pangalawa.Inilalagay namin ang mga palatandaan sa ganitong paraan: ang isang minus sign ay inilalagay sa harap ng puwersa ng elektromotiko kung ito ay nakadirekta counterclockwise (ang direksyon na napili namin sa nakaraang hakbang), pagkatapos para sa isang sunud-sunod na oras na naglagay kami ng isang minus sign. Nag-compose kami para sa bawat circuit, na isinasaalang-alang ang mga palatandaan.

Para sa una, tinitingnan namin ang direksyon ng EMF, nag-tutugma ito sa linya na may tuldok, itinakda ang E1 kasama ang E2:

Para sa pangalawa:

Para sa pangatlo:

Ang mga palatandaan para sa IR (boltahe) ay nakasalalay sa direksyon ng mga alon ng loop. Narito ang panuntunan sa pag-sign ay pareho tulad ng sa nakaraang kaso.

Ang IR ay nakasulat na may positibong pag-sign kung ang kasalukuyang kasalukuyang dumadaloy sa direksyon ng direksyon ng circuit ng circuit. At may sign na "-", kung ang kasalukuyang daloy laban sa direksyon ng circuit.

Ang direksyon ng circuit traversal ay isang kondisyong ayon sa kondisyon. Ito ay kinakailangan lamang para sa pag-aayos ng mga palatandaan sa mga equation, ito ay pinili nang hindi sinasadya at hindi nakakaapekto sa kawastuhan ng mga kalkulasyon. Sa ilang mga kaso, ang isang hindi magandang piniling direksyon ng bypass ay maaaring kumplikado ang pagkalkula, ngunit hindi ito kritikal.

Isaalang-alang ang isa pang circuit:

Mayroong kasing dami ng apat na mapagkukunan ng EMF, ngunit ang pamamaraan ng pagkalkula ay pareho, una pinili namin ang direksyon para sa paggawa ng mga equation.

Ngayon kailangan mong gumawa ng mga equation ayon sa unang batas ng Kirchhoff. Para sa unang node (figure 1 sa kaliwa ng diagram):

Ako₃ dumadaloy, at ako₁, Ako₄ sumusunod ito, samakatuwid ang mga palatandaan. Para sa pangalawa:

Para sa pangatlo:

Tanong: "Mayroong apat na mga node, at mayroon lamang tatlong mga equation, bakit? "Ang katotohanan ay ang bilang ng mga equation ng unang Kirchhoff panuntunan ay katumbas ng:

N_equation= n_buhol-1

Ang mga iyon. mayroon lamang 1 mas kaunting mga equation kaysa sa mga node, sapagkat ito ay sapat na upang ilarawan ang mga alon sa lahat ng mga sanga, pinapayuhan ko muli na pumunta sa circuit at suriin kung ang lahat ng mga alon ay nakasulat sa mga equation.

Ngayon magpatuloy kami sa pagtatayo ng mga equation sa pamamagitan ng ikalawang panuntunan. Para sa pangunahing circuit:

Para sa pangalawang circuit:

Para sa ikatlong circuit:

Kung pinalitan natin ang mga halaga ng mga tunay na boltahe at resistensya, pagkatapos ay lumiliko na ang una at pangalawang batas ay patas at natutupad. Ang mga ito ay mga simpleng halimbawa; sa pagsasanay, higit na masigla na mga problema ang dapat malutas.

Konklusyon. Ang pangunahing bagay kapag kinakalkula sa tulong ng una at ikalawang mga batas ng Kirchhoff ay ang pagsunod sa panuntunan para sa paggawa ng mga equation, i.e. isaalang-alang ang direksyon ng kasalukuyang daloy at bypass ng circuit para sa tamang pag-aayos ng mga palatandaan para sa bawat elemento ng circuit.

Ang mga batas ni Kirchhoff para sa magnetic circuit

Ang mga pagkalkula ng magnetic circuit ay mahalaga din sa electrical engineering, ang parehong mga batas ay natagpuan ang kanilang aplikasyon dito. Ang kakanyahan ay nananatiling pareho, ngunit ang uri at pagbabago ng laki, tingnan natin ang isyung ito nang mas detalyado. Una kailangan mong harapin ang mga konsepto.

Ang puwersa ng magneto (MDS) ay natutukoy ng produkto ng bilang ng mga liko ng likid, sa pamamagitan ng kasalukuyang sa pamamagitan nito:

F = w * i

Ang magnetikong boltahe ay ang produkto ng magnetic field na lakas at kasalukuyang sa pamamagitan ng isang seksyon, na sinusukat sa Amperes:

U_m= H * ako

O magnetic pagkilos ng bagay sa pamamagitan ng magnetic pagtutol:

U_m= F * R_m

Ang L ay ang average na haba ng isang lagay ng lupa, μ_r at μ₀ - kamag-anak at ganap na magnetikong pagkamatagusin.

Ang pagguhit ng isang pagkakatulad, isinusulat namin ang unang batas ng Kirchhoff para sa isang magnetic circuit:

Iyon ay, ang kabuuan ng lahat ng mga magnetic flux sa pamamagitan ng node ay zero. Napansin mo ba na ang tunog ay halos kapareho ng para sa isang electric circuit?

Pagkatapos ang pangalawang batas ng Kirchhoff ay parang "Ang kabuuan ng MDS sa magnetic circuit ay katumbas ng kabuuan ng U_{M­­ ­­}(magnetic stress).

Ang magnetic flux ay katumbas ng:

Para sa isang alternating magnetic field:

Ito ay nakasalalay lamang sa boltahe sa buong paikot-ikot, at hindi sa mga parameter ng magnetic circuit.

Bilang halimbawa, isaalang-alang ang tabas na ito:

Pagkatapos para sa ABCD nakukuha namin ang sumusunod na pormula:

Para sa mga circuit na may agwat ng hangin, ang mga sumusunod na ugnayan ay totoo:

Paglaban sa Magnetic:

At ang paglaban ng agwat ng hangin (sa kanan sa core):

Kung saan ang S ang pangunahing lugar.

Upang lubos na maunawaan ang materyal at biswal na suriin ang ilan sa mga nuances ng paggamit ng mga patakaran, inirerekumenda namin na pamilyar ka sa mga aralin na ibinibigay sa video:

Ang mga natuklasan ni Gustav Kirchhoff ay gumawa ng isang makabuluhang kontribusyon sa pag-unlad ng agham, lalo na ang de-koryenteng engineering.Sa kanilang tulong, medyo simple upang makalkula ang anumang de-koryenteng o magnetic circuit, mga alon sa loob nito at mga boltahe. Inaasahan namin na ngayon ang mga alituntunin ni Kirchhoff para sa mga electric at magnetic circuit ay mas malinaw sa iyo.

Katulad na mga materyales:

• Joule-Lenz Law
• Ang resistensya ng konduktor laban sa temperatura
• Ang mga tuntunin ng dyime sa simpleng mga salita