Kirchhoffs regler: 7 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Introduksjon:

Vi vet at enkeltekvivalent motstand, (RT) kan bli funnet når to eller flere motstander er koblet sammen i begge seriene hvis den samme strømverdien strømmer gjennom alle komponentene., Parallelt hvis de har samme spenning påført over dem. eller kombinasjoner av begge, og at disse kretsene følger Ohms lov. Noen ganger i komplekse kretser som bro- eller T -nettverk kan vi imidlertid ikke bare bruke Ohms lov alene for å finne spenninger eller strømmer som sirkulerer i kretsen som i figur (1).

For denne typen beregninger trenger vi visse regler som lar oss få kretsligningene, og for dette kan vi bruke Kirchhoffs kretslov. [1]

Trinn 1: Felles definisjon i kretsanalyse:

Før vi går inn på Kirchhoffs regler. Vi vil først definere grunnleggende ting i kretsanalyser som vil bli brukt for å anvende Kirchhoffs regler.

1-krets-en krets er en ledende bane med lukket sløyfe der en elektrisk strøm strømmer.

2-bane-en enkelt linje med forbindelseselementer eller kilder.

3-Node-en node er et kryss, en forbindelse eller en terminal i en krets der to eller flere kretselementer er koblet eller forbundet sammen og gir et koblingspunkt mellom to eller flere grener. En node er angitt med en prikk.

4-gren-en gren er en enkelt eller gruppe av komponenter som motstander eller en kilde som er koblet mellom to noder.

5-sløyfe-en sløyfe er en enkel lukket bane i en krets der ingen kretselementer eller noder støtes mer enn én gang.

6-Mesh-en maske er en enkelt lukket sløyfe seriebane som ikke inneholder noen andre baner. Det er ingen løkker inne i et maske.

Trinn 2: Kirchhoffs to regler:

I 1845 utviklet en tysk fysiker, Gustav Kirchhoff et par eller sett med regler eller lover som omhandler bevaring av strøm og energi i elektriske kretser. Disse to reglene er kjent som Kirchhoff's Circuit Laws med en av Kirchhoffs lover som omhandler strømmen som flyter rundt en lukket krets, Kirchhoff's Voltage Law, (KCL) mens den andre loven omhandler spenningskildene som er tilstede i en lukket krets, Kirchhoff's Voltage Law, (KVL).

Trinn 3: Bruk av Kirchhoffs regler:

Vi vil bruke denne kretsen til å bruke både KCL og KVL som følger:

1-Del kretsen i flere sløyfer.

2-Angi strømretningen ved hjelp av KCL. Still inn 2 strømretninger som du vil, og bruk dem for å få retningen til den tredje som følger i figur (4).

Ved å bruke Kirchhoffs gjeldende lov, KCLAt node A: I1 + I2 = I3

På node B: I3 = I1 + I2 Bruke Kirchhoffs spenningslov, KVL

ligningene er gitt som: Sløyfe 1 er gitt som: 10 = R1 (I1) + R3 (I3) = 10 (I1) + 40 (I3)

Sløyfe 2 er gitt som: 20 = R2 (I2) + R3 (I3) = 20 (I2) + 40 (I3)

Sløyfe 3 er gitt som: 10 - 20 = 10 (I1) - 20 (I2)

Siden I3 er summen av I1 + I2, kan vi omskrive ligningene som; Eq. No 1: 10 = 10I1 + 40 (I1 + I2) = 50I1 + 40I2 Eq. No 2: 20 = 20I2 + 40 (I1 + I2) = 40I1 + 60I2

Vi har nå to "samtidige ligninger" som kan reduseres for å gi oss verdiene til I1 og I2 Erstatning av I1 når det gjelder I2 gir oss

verdien av I1 som -0,143 ampere Erstatning av I2 i form av I1 gir oss verdien av I2 som +0,299 ampere

Som: I3 = I1 + I2 Strømmen som strømmer i motstand R3 er gitt som: I3 = -0,143 + 0,429 = 0,286 ampere

og spenningen over motstanden R3 er gitt som: 0,286 x 40 = 11,44 volt

Det negative tegnet for I1 betyr at retningen for strømmen som ble valgt først var feil, men likevel gyldig. Faktisk lader 20v batteriet 10v batteriet. [2]

Trinn 4: KiCAD kretsskjema:

Trinn for å åpne kicad:

Trinn 5: Trinn i tegningskretsen i Kicad:

Trinn 6: Multisim simulering av krets:

Merk:

Kirchhoffs regel kan brukes for både AC- og DC -kretser, hvor motstanden i tilfelle AC vil omfatte kondensator og spole ikke bare ohmsk motstand.

Trinn 7: Referanse:

[1]

[2]