KIRCHHOFFI SEADUS 1 & 2: leiutajad, valemid, näidisülesanded
Laadimine...
Kirchhoff on üks füüsikutest, kes pakkus teenuseid elektriteaduses. Ta on kuulus Kirchhoffi I ja II seaduse poolest. Selle avastas isik, kelle täisnimi on Gustav Robert Kirchhoff, saksa füüsik.
See seadus on üks elektroonika seadustest, mille ülesanne on analüüsida voolu ja pinget vooluringis. Kirchhoffi poolt esmakordselt 1845. aastal kasutusele võetud see koosneb kahest seadusest.
Sisu loetelu
Gustav Robert Kirchhoff
Tema täisnimi on Gustav Robert Kirchhoff, saksa füüsik, kes sündis 12. märtsil 1824 Preisimaal Königsbergis. Ta suri 17. oktoobril 1887 63-aastasena Saksamaal Berliinis.
Kirchhoffi ema on Johanna Henriette Wittke, tema isa aga Friedrich Kirchhoff, kes on jurist. Kirchhoff abiellus 1847. aastal Clara Richelotiga, neil oli kolm poega ja kaks tütart.
Pärast seda, kui Richelot 1869. aastal suri, abiellus Kirchhoff 1872. aastal uuesti Luise Brommeliga. Veetes osa oma elust professori ja füüsikaprofessorina, aitas Kirchhoff 1845. aastal kaasa elektrotehnika vooluringiseaduse valemitele.
Lisaks aitas Kirchhoff kaasa ka soojuskiirguse seaduse või sageli tuntud kui termodünaamika (1859–1861) ja spektroskoopia avastamisele. Lisaks on loomulikult ka Kirchhoffi seadus üks tema panustest.
Loe: Elektronide konfiguratsioon
Kirchhoffi seadus 1
Seda seadust tuntakse ristmikureeglina või hargnemise seadusena, kus seadus täidab laengu jäävuse; Vaja on mitme lülitiga vooluahelat, mis sisaldab hargnemispunkte voolu jagamisel.
Kui olek on konstantne, ei kogune elektrilaeng üheski vooluringi punktis, seega igasse punkti sisenev laengu hulk väljub sellest punktist uuesti sama kogusega. Kuidas kõlab Kirchhoffi esimene seadus?
"Elektrivoolu hulk, mis voolab punkti ristmikusse või sõlme, on sama, mis sellest punktist väljuva elektrivoolu hulk."
Lihtsamalt öeldes räägib see seadus voolust, mis eksisteerib suletud ahela ristmikul. Selle seaduse aluseks on laengu jäävuse seadus kõlaga "Laeng punktis A on sama, mis punktis B", mõjuva välisjõu puudumisel.
Kirchhoffi seadus Vormel 1
Matemaatiliselt on Kircchoffi esimene seadus öeldud järgmiselt.
masisenema = Imine välja
Kirchhoffi 2. seadus
Seda seadust tuntakse ka ahelareeglina või ahelareeglina, kuna algselt on ahela kahe hargnemispunkti potentsiaalide erinevus konstantne. See seadus tõendab ka energia jäävuse seaduse olemasolu.
Kui laengul Q mis tahes punktis on potentsiaal V, siis on laengu energiaks QV. Järgmiseks, kui laeng liigub üle ahela, suureneb või kaotab olemasolev laeng energiat, kui see läbib aku takistit või muud elementi.
Kui see aga naaseb uuesti alguspunkti, naaseb laengu energia uuesti QV-sse. Kirchhoffi 2. seadus kõlab järgmiselt.
"Kõigi ahela suletud ahela ümber olevate pingete summa on võrdne nulliga."
Kirchhoffi teise seaduse eesmärk on mõõta pingepotentsiaalide erinevust, mis eksisteerib ahelas, millel pole harusid.
Loe: Elektriahelad
Kirchhoffi seaduse vormel 2
Matemaatiliselt on Kirchhoffi II seadus öeldud järgmiselt.
+ IR = 0
Lisaks valemile on selles seaduses mitmeid reegleid, millele peaksite tähelepanu pöörama. Kõigepealt määrake ahela suund, seejärel rakendage järgmisi punkte.
- Pingelangus (SIR) on positiivne (+), kui see on ahela suunas.
- Pingelang (SIR) on negatiivne (-), kui see on ahelaga vastupidises suunas.
- Elektromotoorjõud (SE) on positiivne (+), kui see puutub kokku pingeallika positiivse poolusega.
- Elektromotoorjõul (SE) on negatiivne märk (-), kui see puutub kokku pingeallika negatiivse poolusega.
Loe: Iooniline side
Kirchhoffi seaduseprobleemide näide
Selleks, et saaksite paremini mõista, kuidas Kirchhoffi I ja II seadust rakendatakse mitmes mudelküsimuses, võite harjutada ja proovida vastata ja mõista järgmiste küsimuste näidete arutelu.
1. Näidisküsimus 1
Teatavasti on vooluringil tugev vool järgmine. Määrake ahela õige matemaatiline kuju!
Lahendus:
Kasutades Kirchhoffi esimest seadust.
https://latex.codecogs.com/gif.latex?\sum&space; I_{enter}&space;=&space;\sum&space; I_{exit}
ma1 + mina2 = I3 + mina4 + mina5
2. Näidisküsimus 2
Arvestades, et järgmine vooluahel, mille elektrivool on 3 A, voolab X-st Y-sse, kusjuures X ja Y potentsiaalide erinevus on 12. Kui suur on vastupanu?
Lahendus:
Kasutades Kirchhoffi teist seadust.
Vxy = 12 V
Reklaam
Vxa + Vcb + VeKr + Vcy = 12 V
V1 + mina. R1 + (-V2) + mina. R2 = 12 V
6 + 3. 2 + (-9) + 3R = 12
3 + 3R = 12
3R = 12 – 3 = 9
R = 3 oomi.
3. Näidisküsimus 3
Seal on järgmine elektriahel. Kui palju elektrivoolu on ahelas Kirchhoffi teist seadust kasutades?
Lahendus:
ɛ1 = 6 V
ɛ2 = 12 V
R1 = 2 O
R2 = 6 O
R3 = 4 O
+ IR = 0
-ɛ2 + ɛ1 +IR3 +IR2 +IR1 = 0
-12 + 6 + I (4) + I (6) + I (2) = 0
12I – 6 = 0
12I = 6
I = 6/12 = 0,5 A
4. Näidisküsimus 4
Mõelge järgmisele elektriskeemile. Kui on teada1 = 16 V; ɛ2 = 8 V; ɛ3 = 10 V; R1 = 12 oomi; R2 = 6 oomi; ja R3 = 6 oomi, kui suur on elektrivool I?
Lahendus:
Kirchhoffi esimene seadus
I = I1 + mina2
ma2 = mina – mina1 … (1)
Loop I / üles
+ IR = 0
-∑ɛ2 – ɛ1 +IR1 + mina1R2 = 0
-8 – 16 + I(12) + I1(6) = 0
-24 + 12I + 6I1 = 0
12I + 6I1 – 24 = 0 (: 6)
2I + I1 – 4 = 0
2I + I1 = 4 … (2)
Loop II / alla
+ IR = 0
ɛ3 + ɛ2 + mina2R3 – mina1R2 = 0
10 + 8 + I2(6) – I1(6) = 0
18+6I2 – 6I1 = 0
6I2 – 6I1 = -18 (: 6 )
ma2 – mina1 = -3
Võrrandi (1) asendamine võrrandiga (3)
(mina-mina1) – mina1 = -3
I-2I1 = -3 … (4)
Võrrandi (2) ja võrrandi (4) kõrvaldamine
4I + 2I1 = 8
I-2I1 = -3
5I = 5
I = 1 A
Kas olete mõistnud kõiki ülaltoodud Kirchhoffi seaduse selgitusi? Eriti teise seaduse puhul ärge eksige tsükli suuna määramisel, et saadud vastus ei oleks vale. Head harjutamist erinevatest allikatest pärit küsimustega!
REKLAAM
X SULGE