Кирхгоф ережелері: 7 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Кіріспе:

Біз білеміз, бір ғана эквивалентті қарсылықты (RT) екі немесе одан да көп резисторлар кез келген серияда қосылған кезде табуға болатынын білеміз, егер бірдей мән барлық компоненттерден өтетін болса, егер олардың бойында кернеуі бірдей болса, параллель. немесе екеуінің комбинациясы, және бұл тізбектер Ом заңына бағынады. Алайда, кейде көпір немесе Т желілері сияқты күрделі тізбектерде (1) суреттегідей тізбек ішінде айналатын кернеулер мен токтарды табу үшін Ом заңын ғана қолдана алмаймыз.

Есептеудің бұл түрлері үшін бізге тізбек теңдеулерін алуға мүмкіндік беретін белгілі ережелер қажет және ол үшін Кирхгофтың тізбек заңын қолдануға болады. [1]

1 -қадам: Циклды талдаудың жалпы анықтамасы:

Кирхгоф ережелеріне өтпес бұрын. біз алдымен Кирхгоф ережелерін қолдануда қолданылатын тізбекті талдауда негізгі нәрселерді анықтаймыз.

1-тізбек-тізбек-бұл электр тогы өтетін тұйық контурлы өткізгіш жол.

2-жол-байланыстырушы элементтердің немесе көздердің бірыңғай желісі.

3-түйін-түйін-бұл екі немесе одан да көп тармақтар арасындағы байланыс нүктесін беретін екі немесе одан да көп тізбек элементтері қосылған немесе біріктірілген тізбектегі түйіспе, байланыс немесе терминал. Түйін нүктемен көрсетіледі.

4-тармақ-тармақ-бұл екі түйін арасында қосылған резисторлар немесе көз сияқты компоненттердің бір тобы немесе тобы.

5-Loop-цикл-бұл тізбектегі элементтің немесе түйіннің бірнеше рет кездеспейтін қарапайым тұйық жолы.

6-тор-тор-бұл басқа жолдарды қамтымайтын жалғыз тұйықталған тізбекті жол. Тордың ішінде ілмектер жоқ.

2 -қадам: Кирхгофтың екі ережесі:

1845 жылы неміс физигі Густав Кирхгоф электр тізбектеріндегі ток пен энергияны сақтауға қатысты жұп немесе ережелер немесе заңдар жиынтығын жасады. Бұл екі ереже әдетте Кирхгофтың тізбек заңдары деп аталады, Кирхгофтың тұйық тізбек бойымен өтетін токпен байланысты заңдарының бірі, Кирхгофтың кернеу заңы, (KCL), ал басқа заңда жабық тізбектегі кернеу көздеріне, Кирхгофтың кернеу заңына қатысты., (КВЛ).

3 -қадам: Кирхгоф ережелерін қолдану:

Біз бұл схеманы KCL мен KVL -ді келесідей қолдану үшін қолданамыз:

1-тізбекті бірнеше ілмектерге бөліңіз.

2-KCL көмегімен токтардың бағытын орнатыңыз. 2 ағын бағытын қалағаныңызша орнатыңыз, содан кейін (4) суретте көрсетілгендей үшіншісінің бағытын алыңыз.

Кирхгофтың қолданыстағы заңын қолдана отырып, KCLAt түйіні A: I1 + I2 = I3

В түйінінде: I3 = I1 + I2 Кирхгофтың кернеу заңын қолдану, КВЛ

теңдеулер келесі түрде берілген: 1 -цикл келесі түрде берілген: 10 = R1 (I1) + R3 (I3) = 10 (I1) + 40 (I3)

2 цикл келесі түрде берілген: 20 = R2 (I2) + R3 (I3) = 20 (I2) + 40 (I3)

3 -цикл келесі түрде берілген: 10 - 20 = 10 (I1) - 20 (I2)

I3 - I1 + I2 қосындысы болғандықтан, біз теңдеулерді қайта жаза аламыз; Теңдестіру No 1: 10 = 10I1 + 40 (I1 + I2) = 50I1 + 40I2 теңдеуі. No 2: 20 = 20I2 + 40 (I1 + I2) = 40I1 + 60I2

Бізде қазір екі «Бір мезгілде теңдеу» бар, оны I1 мен I2 мәндерін беру үшін қысқартуға болады, I2 -ді I2 -ге ауыстыру бізге береді.

I1 мәні -0.143 ампер ретінде I2 -ді I1 -ге ауыстыру бізге I2 мәнін +0.429 ампер ретінде береді

As: I3 = I1 + I2 R3 резисторында ағатын ток: I3 = -0,143 + 0,429 = 0,286 ампер

және R3 резисторындағы кернеу келесі түрде берілген: 0.286 x 40 = 11.44 вольт

I1 үшін теріс белгі бастапқыда таңдалған ағымның бағыты дұрыс емес екенін білдіреді, бірақ соған қарамастан жарамды. Шындығында, 20 вольтты батарея 10 вольтты батареяны зарядтайды. [2]

4 -қадам: KiCAD схемасының схемасы:

Кикадты ашу қадамдары:

5 -қадам: Кикадтағы схеманы салу қадамдары:

6 -қадам: тізбекті мультимимиялық модельдеу:

Ескерту:

Кирхгоф ережесі айнымалы және тұрақты ток тізбектері үшін қолданылуы мүмкін, онда айнымалы ток кернеуі конденсатор мен катушканы қамтиды, тек омдық емес.

7 -қадам: Анықтама:

[1]

[2]