Sheria Kirchhoff katika elekrotehnike

Katika mahesabu ya umeme mzunguko AC na DC badala maarufu formula Ohm pia kuomba sheria Kirchhoff ya. mtu, ambaye kazi yake ni kuhusiana na uhandisi umeme, lazima hata wakati wa usiku bila kusita kutoa ufafanuzi kwa kila moja ya sheria hizo mbili. Mara nyingi si lazima kufanya mahesabu kiasi kama kwa uelewa wa michakato.

Nyuma katika 1845, Ujerumani mwanafizikia Gustav Kirhgof kulingana na matendo Maxwell (uhifadhi wa malipo, na mali ya uwanja umeme) yaliyoandaliwa sheria mbili kwa ajili ya kubainisha uhusiano kati ya voltage na sasa katika mzunguko kufungwa umeme. Hii ilimwezesha kutatua karibu maombi yoyote tatizo kuhusiana na umeme. sheria Kirchhoff ya hutumika kuhesabu linear mzunguko umeme, inawezesha kupata mfumo classical ya milinganyo mstari kwamba kuzingatia voltages na mikondo ambayo kuwa inajulikana baada kazi.

maneno unaonyesha matumizi ya maneno ya umeme "mzunguko nodi na tawi." Tawi - ni yoyote mbili-SIDED mzunguko njia, holela urefu wa wake. Circuit - mfumo matawi obsessed, yaani, kuanzia harakati ya akili ya hatua yoyote juu ya tawi lolote, mwishowe bado kupata mahali ambapo harakati ilianza. Zaidi ya kueleweka tawi inayoitwa "kuanza kutekeleza", ingawa hii si sahihi kabisa. Nodi - hatua ambayo matawi mawili au zaidi.

1 Sheria Kirchhoff ni rahisi sana. Ni kutokana na sheria ya msingi ya hifadhi ya malipo. sheria ya kwanza Kirchhoff linasema: Jumla ya mikondo (algebraic), anaendesha chini ya matawi na nodi moja ni sawa na sifuri. Hiyo ni, I1 + I2 + I3 = 0. Kwa mahesabu inadhaniwa kuwa thamani ya mikondo inapita katika nodi ina ya "+" na kusababisha "-". Hivyo formula inakuwa kupanua mtazamo wa I1 + I2 - I3 = 0. Kwa maneno mengine, kiasi cha sasa inapita katika nodi ni sawa na idadi ya maji machafu. sheria Kirchhoff huu ni muhimu sana kwa uelewa wa kanuni za vifaa vya umeme. Kwa mfano, anaeleza kwa nini wakati wa kuunganisha umeme motor windings juu ya "nyota" au "pembetatu" hakuna interphase mzunguko mfupi.

sheria 2 Kirchhoff ya ujumla hutumika kukokotoa imefungwa kitanzi na kiasi fulani cha matawi. Ni moja kwa moja uhusiano na sheria ya tatu ya Maxwell (mara kwa mara sumaku). utawala inasema kuwa kiasi algebraic ya voltage matone juu ya kila moja ya matawi mzunguko ni sawa na jumla ya thamani EMF mahesabu kwa matawi yote ya mzunguko. Ni dhahiri kuwa kutokana na kukosekana kwa mzunguko C. ya umeme chanzo (EDS), na kusababisha voltage tone pia kuwa sifuri. Kwa maneno rahisi zaidi, chanzo cha nguvu inabadilishwa tu kwa wateja, na inalenga kurudi thamani yake ya awali. Kwa kutumia sheria hii ina idadi ya makala, kama ilivyo na ya kwanza.

Kutunga mzunguko equation, inadhaniwa kuwa thamani ya namba ya nguvu electromotive ina ishara chanya wakati mwelekeo kupokea ni awali bypass mzunguko (kawaida mwendo wa saa) sanjari na uongozi wake, na hasi kama Maelekezo ya kinyume. hiyo inatumika kwa resistor: wakati mwelekeo wa sasa ni sawa na ile ya bypass imechaguliwa, voltage tone juu yake inatokana na "+" ishara. Kwa mfano, E1 - E2 + E3 = I1R1 - I2R2 + I3R3 + I4R4 ...

Matokeo yake, bypass matawi yote mali ya vipengele mzunguko wa mfumo wa equations linear, kutatua kwamba, inawezekana kujifunza matawi yote ya sasa (na vitengo). Solved mahusiano kupatikana kwa njia ya mikondo ya kitanzi.

Ni vigumu overestimate umuhimu wa sheria Kirchhoff kwa uhandisi umeme. Urahisi wa kuandika milinganyo na ufumbuzi wao kwa njia za algebra classical walikuwa sababu ya matumizi kote.