Кирхгофын дүрэм: 7 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:00

Танилцуулга:

Ижил гүйдлийн утга нь бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг дайран өнгөрөх тохиолдолд ижил хүчдэлтэй байвал хоёр ба түүнээс дээш резисторыг аль ч цувралаар холбосон тохиолдолд нэг тэнцүү эсэргүүцэл (RT) олж болохыг бид мэднэ. эсвэл хоёулангийнх нь хослол бөгөөд эдгээр хэлхээнүүд нь Ом -ийн хуулийг дагаж мөрддөг. Гэсэн хэдий ч заримдаа гүүр эсвэл Т сүлжээ гэх мэт нарийн төвөгтэй хэлхээнд бид зөвхөн Ом -ийн хуулийг ашиглан хэлхээний дотор эргэлдэж буй хүчдэл эсвэл гүйдлийг олох боломжгүй (1).

Эдгээр төрлийн тооцооллын хувьд бидэнд хэлхээний тэгшитгэлийг олж авах боломжийг олгодог тодорхой дүрмүүд хэрэгтэй бөгөөд үүний тулд Кирхгофын хэлхээний хуулийг ашиглаж болно. [1]

Алхам 1: Хэлхээний шинжилгээний нийтлэг тодорхойлолт:

Бид Kirchhoff -ийн дүрэмд орохоосоо өмнө. Бид эхлээд хэлхээний шинжилгээний үндсэн зүйлийг тодорхойлох бөгөөд үүнийг Кирхгофын дүрмийг хэрэгжүүлэхэд ашиглах болно.

1-хэлхээ-хэлхээ нь цахилгаан гүйдэл урсдаг хаалттай хэлхээний дамжуулах зам юм.

2 зам-элементүүд эсвэл эх үүсвэрүүдийг холбох нэг мөр.

3 зангилаа-зангилаа гэдэг нь хоёр ба түүнээс дээш хэлхээний элементүүдийг хооронд нь холбосон эсвэл холбосон хэлхээний доторх уулзвар, холболт эсвэл терминал бөгөөд хоёр ба түүнээс дээш салбаруудын хоорондох холболтын цэгийг өгдөг. Зангилааг цэгээр зааж өгсөн болно.

4-салбар-Салаа нь хоёр зангилааны хооронд холбогдсон резистор эсвэл эх үүсвэр гэх мэт дан эсвэл бүлэг бүрэлдэхүүн хэсгүүд юм.

5-Loop-давталт нь хэлхээний элемент эсвэл зангилаа нэгээс олон удаа тааралддаггүй хэлхээний энгийн хаалттай зам юм.

6-Mesh-тор нь өөр зам агуулаагүй ганц хаалттай гогцоотой зам юм. Торон дотор гогцоо байдаггүй.

Алхам 2: Кирхгофын хоёр дүрэм:

1845 онд Германы физикч Густав Кирхгоф цахилгаан хэлхээн дэх гүйдэл, энергийг хадгалахтай холбогдсон хос дүрэм, дүрэм боловсруулжээ. Эдгээр хоёр дүрмийг ихэвчлэн Кирхгофын хэлхээний хууль гэж нэрлэдэг бөгөөд хаалттай хэлхээний эргэн тойронд гүйдэл гүйдэг Кирхгофын хүчдэлийн тухай хууль (KCL) -ийг зохицуулдаг бол нөгөө хууль нь хаалттай хэлхээнд байгаа хүчдэлийн эх үүсвэр, Кирхгофын хүчдэлийн тухай хууль юм., (KVL).

Алхам 3: Кирхгофын дүрмийг хэрэгжүүлэх:

Бид энэ хэлхээг ашиглан KCL ба KVL хоёуланг нь дараах байдлаар ашиглах болно.

1-Хэлхээг хэд хэдэн гогцоонд хуваа.

2-KCL ашиглан гүйдлийн чиглэлийг тохируулна уу. 2 гүйдлийн чиглэлийг хүссэнээрээ тохируулаад дараа нь (4) зураг дээрх гурав дахь урсгалын чиглэлийг авна.

Кирхгофын одоогийн хуулийг ашиглан KCLAt зангилаа A: I1 + I2 = I3

B цэг дээр: I3 = I1 + I2 Кирхгофын хүчдэлийн хууль, KVL -ийг ашиглана

тэгшитгэлийг дараах байдлаар өгсөн болно: 1 -р давталтыг дараах байдлаар өгсөн: 10 = R1 (I1) + R3 (I3) = 10 (I1) + 40 (I3)

2 -р давталт нь: 20 = R2 (I2) + R3 (I3) = 20 (I2) + 40 (I3)

3 -р давталтыг дараах байдлаар өгсөн: 10 - 20 = 10 (I1) - 20 (I2)

I3 нь I1 + I2 -ийн нийлбэр тул тэгшитгэлийг дараах байдлаар дахин бичиж болно; Тэгшитгэл Үгүй 1: 10 = 10I1 + 40 (I1 + I2) = 50I1 + 40I2 тэгшитгэл. Үгүй 2: 20 = 20I2 + 40 (I1 + I2) = 40I1 + 60I2

I1 ба I2 -ийн утгыг I2 -ээр I2 -ээр орлуулах боломжийг бидэнд олгохын тулд багасгаж болох хоёр "Нэг зэрэг тэгшитгэл" одоо бидэнд байна.

I1 -ийн утга -0.143 Amps I2 -ийг I1 -ээр орлуулах нь I2 -ийн утгыг +0.429 Amps болгон өгдөг.

I3 = I1 + I2 эсэргүүцэл R3 -ийн гүйдэл нь I3 = -0.143 + 0.429 = 0.286 ампер байна.

ба эсэргүүцэл R3 дээрх хүчдэлийг дараах байдлаар өгнө: 0.286 x 40 = 11.44 вольт

I1 -ийн сөрөг тэмдэг нь одоогийн сонгосон урсгалын чиглэл буруу байсан боловч хүчинтэй хэвээр байна гэсэн үг юм. Үнэндээ 20в батерей нь 10в батерейг цэнэглэж байна. [2]

Алхам 4: KiCAD хэлхээний схем:

Кикад нээх үе шатууд:

Алхам 5: Кикад дахь тойрог зурах алхамууд:

Алхам 6: Хэлхээний олон талт симуляци:

Тэмдэглэл:

Кирхгофын дүрмийг AC ба DC хэлхээний аль алинд нь хэрэглэж болно, хэрэв AC тохиолдолд эсэргүүцэл нь зөвхөн омын эсэргүүцэл биш конденсатор ба ороомог орно.

Алхам 7: Лавлагаа:

[1]

[2]