År 1845 introducerar Gustav Kirchhoff (tysk fysiker) en uppsättning lagar som behandlar ström och spänning i de elektriska kretsarna. Kirchhoffs lagar benämns i allmänhet KCL (Kirchhoffs Current Law) och KVL (Kirchhoffs Voltage Law). KVL anger att den algebraiska summan av spänningen vid noden i en sluten krets är lika med noll. KCL-lagen säger att, i en sluten krets, är ingångsströmmen vid noden lika med strömmen som lämnar vid noden. När vi observerar i handledningen av motstånd att ett enda ekvivalent motstånd (RT) kan hittas när flera motstånd är anslutna i serie eller parallellt, dessa kretsar lyd Ohms lag . Men i komplexa elektriska kretsar , vi kan inte använda denna lag för att beräkna spänning och ström. För denna typ av beräkningar kan vi använda KVL och KCL.

Kirchhoffs lagar

Kirchhoffs lagar handlar främst om spänning och ström i de elektriska kretsarna. Dessa lagar kan förstås som resultat av Maxwell-ekvationerna i lågfrekvensgränsen. De är perfekta för DC- och AC-kretsar vid frekvenser där de elektromagnetiska strålningsvåglängderna är mycket stora när vi jämför med andra kretsar.

Kirchhoff's Circuit Laws

Det finns olika förhållanden mellan spänningar och strömmar i en elektrisk krets. Dessa förhållanden bestäms av Kirchhoffs lagar som KVL och KCL. Dessa lagar används för att bestämma impedansen för det komplexa nätverket eller motsvarande elektriskt motstånd och de strömmar som flyter i flera grenar av n / w.

Kirchhoff nuvarande lag

KCL eller Kirchhoffs nuvarande lag eller Kirchhoffs första lag säger att den totala strömmen i en sluten krets, den ingående strömmen vid noden är lika med strömmen som lämnar vid noden eller den algebraiska summan av strömmen vid noden i en elektronisk krets är lika med noll.

Kirchhoffs nuvarande lag

“hitta maximivärdet för den effekt som levereras till kretsen. ”

I ovanstående diagram betecknas strömmarna med a, b, c, d och e. Enligt KCL-lagen är ingångsströmmarna a, b, c, d och de lämnande strömmarna är e och f med negativt värde. Ekvationen kan skrivas som

a + b + c + d = e + f

Generellt i en elektrisk krets hänvisar termen nod till en korsning eller anslutning av flera komponenter eller element eller strömförande körfält som komponenter och kablar. I en sluten krets måste strömflödet som befinner sig i eller ut ur en nodfält finnas. Denna lag används för att analysera parallella kretsar.

Kirchhoff Voltage Law

KVL eller Kirchhoffs spänningslag eller Kirchhoffs andra lag säger att den algebraiska summan av spänningen i en sluten krets är lika med noll eller den algebraiska summan av spänningen vid noden är lika med noll.

Kirchhoffs spänningslag

Denna lag handlar om spänning. Till exempel förklaras ovanstående krets. En spänningskälla 'a' är ansluten till fem passiva komponenter, nämligen b, c, d, e, f med spänningsskillnader över dem. Aritmetiskt sammanfaller spänningsskillnaden mellan dessa komponenter eftersom dessa komponenter är seriekopplade. Enligt KVL-lagen är spänningen över de passiva komponenterna i en krets alltid lika och motsatt spänningskällan. Därför är summan av spänningsskillnaderna över alla element i en krets alltid noll.

a + b + c + d + e + f = 0

Vanliga DC Circuit Theory Terms

Den gemensamma likströmskretsen består av olika teoretiska termer är

Krets: En likströmskrets är ett ledande fält med sluten slinga där en elektrisk ström flyter
Väg: En enda fil används för att ansluta källorna eller elementen
Nod: En nod är en anslutning i en krets där flera element är sammankopplade och den betecknas med en punkt.
Gren: en gren är en enda eller samling element som är anslutna mellan två noder som motstånd eller en källa
Slinga: En slinga i en krets är en sluten väg, där inget kretselement eller nod möts mer än en gång.
Maska: Ett nät innehåller inte någon stängd bana, men det är en enda öppen slinga och det innehåller inga komponenter inuti ett nät.

Exempel på Kirchhoffs lagar

Genom att använda denna krets kan vi beräkna strömmen i motståndet 40Ω

Exempel på krets för KVL och KCL

Ovanstående krets består av två noder, nämligen A och B, tre grenar och två oberoende slingor.

Applicera KCL på ovanstående krets, då kan vi få följande ekvationer.

Vid noderna A och B kan vi få ekvationerna

I1 + I2 = I2 och I2 = I1 + I2

Med hjälp av KVL kan ekvationerna få följande ekvationer

Från loop1: 10 = R1 X I1 + R2 X I2 = 10I1 + 40I2
Från loop2: 20 = R2 X I2 + R2 X I3 = 20I2 + 40I3
Från loop3: 10-20 = 10I1-20 I2

Ekvationen av I2 kan skrivas om som

Ekvation1 = 10 = 10I1 + 40 (I1 + I2) = 50 I1 + 40 I2
Ekvation 2 = 20 = 20I2 +40 (I1 + I2) = 40 I1 + 60 I2

Nu har vi två samtidiga ekvationer som kan reduceras för att ge värdena I1 och I2

Ersättning av I1 i termer av I2 ger värdet av I1 = -0,143 ampere
Ersättning av I2 i termer av I1 ger värdet av I2 = +0,429 Amp

Vi känner till ekvationen för I3 = I1 + I2

Strömflödet i motståndet R3 skrivs som -0,143 + 0,429 = 0,286 ampere
Spänningen över motståndet R3 skrivs som: 0,286 x 40 = 11,44 volt

–Ve-tecknet för “I” är riktningen för strömflödet som ursprungligen föredrog var fel, faktiskt laddar 20 volt batteriet 10 volt batteriet.

Det här handlar om Kirchoffs lagar , som inkluderar KVL och KCL. Dessa lagar används för att beräkna strömmen och spänningen i en linjär krets, och vi kan också använda slinganalys för att beräkna strömmen i varje slinga. Vidare, alla frågor angående dessa lagar, vänligen ge dina värdefulla förslag genom att kommentera i kommentarsektionen nedan.

Fotokrediter: