Rregullat e Kirchhoff: 7 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Prezantimi:

Ne e dimë se rezistenca ekuivalente e vetme, (RT) mund të gjendet kur dy ose më shumë rezistorë janë të lidhur së bashku në secilën seri nëse e njëjta vlerë e rrymës rrjedh nëpër të gjithë përbërësit., Paralel nëse ato kanë të njëjtin tension të aplikuar mbi to. ose kombinime të të dyjave, dhe se këto qarqe i binden Ligjit të Ohmit. Sidoqoftë, ndonjëherë në qarqet komplekse siç janë urat ose rrjetet T, ne nuk mund të përdorim thjesht Ligjin e Ohmit për të gjetur tensionet ose rrymat që qarkullojnë brenda qarkut si në figurën (1).

Për këto lloje të llogaritjeve, ne kemi nevojë për rregulla të caktuara të cilat na lejojnë të marrim ekuacionet e qarkut dhe për këtë ne mund të përdorim Ligjin e Qarkut të Kirchhoff. [1]

Hapi 1: Përkufizimi i zakonshëm në analizën e qarkut:

Para se të hyjmë në rregullat e Kirchhoff. ne së pari do të përcaktojmë gjërat themelore në analizën e qarkut të cilat do të përdoren në zbatimin e rregullave të Kirchhoff.

1-Qarku-një qark është një shteg përcjellës me lak të mbyllur në të cilin rrjedh një rrymë elektrike.

2-Rruga-një linjë e vetme e elementeve ose burimeve lidhëse.

3-Nyje-një nyje është një kryqëzim, lidhje ose terminal brenda një qarku ku dy ose më shumë elementë qark janë të lidhur ose bashkuar së bashku duke dhënë një pikë lidhjeje midis dy ose më shumë degëve. Një nyje tregohet me një pikë.

4-Dega-një degë është një ose një grup përbërësish të tillë si rezistorë ose një burim të cilët janë të lidhur mes dy nyjeve.

5-Loop-një lak është një rrugë e thjeshtë e mbyllur në një qark në të cilin asnjë element qark ose nyje nuk haset më shumë se një herë.

6-Mesh-një rrjetë është një shteg i vetëm i serisë me lak të mbyllur që nuk përmban asnjë shteg tjetër. Nuk ka sythe brenda një rrjetë.

Hapi 2: Dy rregullat e Kirchhoff:

Në 1845, një fizikan gjerman, Gustav Kirchhoff krijoi një palë ose një sërë rregullash ose ligjesh që merren me ruajtjen e rrymës dhe energjisë brenda qarqeve elektrike. Këto dy rregulla njihen zakonisht si Ligjet e Qarkut të Kirchhoff me një nga ligjet e Kirchhoff që merret me rrymën që rrjedh rreth një qarku të mbyllur, Ligji i Tensionit i Kirchhoff, (KCL) ndërsa ligji tjetër merret me burimet e tensionit të pranishme në një qark të mbyllur, Ligji i Tensionit të Kirchhoff, (KVL).

Hapi 3: Zbatimi i Rregullave të Kirchhoff:

Ne do ta përdorim këtë qark për të aplikuar KCL dhe KVL si më poshtë:

1-Ndajeni qarkun në disa sythe.

2-Vendosni drejtimin e rrymave duke përdorur KCL. Vendosni drejtimin e 2 rrymave ashtu siç dëshironi, pastaj përdorni ato për të marrë drejtimin e të tretit, si më poshtë në figurën (4).

Duke përdorur Ligjin Aktual të Kirchhoff, nyja KCLAt A: I1 + I2 = I3

Në nyjen B: I3 = I1 + I2 Duke përdorur Ligjin e Tensionit të Kirchhoff, KVL

ekuacionet jepen si: Loop 1 jepet si: 10 = R1 (I1) + R3 (I3) = 10 (I1) + 40 (I3)

Loop 2 jepet si: 20 = R2 (I2) + R3 (I3) = 20 (I2) + 40 (I3)

Loop 3 jepet si: 10 - 20 = 10 (I1) - 20 (I2)

Meqenëse I3 është shuma e I1 + I2 ne mund të rishkruajmë ekuacionet si; Barazimi Nr 1: 10 = 10I1 + 40 (I1 + I2) = 50I1 + 40I2 Ek. Nr 2: 20 = 20I2 + 40 (I1 + I2) = 40I1 + 60I2

Tani kemi dy "Ekuacione të Njëkohshme" që mund të zvogëlohen për të na dhënë vlerat e I1 dhe I2 Zëvendësimi i I1 në terma të I2 na jep

vlera e I1 si -0.143 Amps Zëvendësimi i I2 në terma të I1 na jep vlerën e I2 si +0.429 Amps

Si: I3 = I1 + I2 Rryma që rrjedh në rezistencën R3 jepet si: I3 = -0.143 + 0.429 = 0.286 Amper

dhe tensioni në rezistencën R3 jepet si: 0.286 x 40 = 11.44 volt

Shenja negative për I1 do të thotë që drejtimi i rrjedhës aktuale të zgjedhur fillimisht ishte i gabuar, por megjithatë ende i vlefshëm. Në fakt, bateria 20v po ngarkon baterinë 10v. [2]

Hapi 4: Skema KiCAD e Qarkut:

Hapat e hapjes së kicadës:

Hapi 5: Hapat e qarkut të vizatimit në Kicad:

Hapi 6: Simulimi Multisim i Qarkut:

Shënim:

Rregulli i Kirchhoff mund të zbatohet si për qarqet AC ashtu edhe për DC kur në rast AC rezistenca do të përfshijë kondensatorin dhe spiralen jo vetëm rezistencën ohmike.

Hapi 7: Referenca:

[1]

[2]