V roce 1845 Gustav Kirchhoff (německý fyzik) zavádí soubor zákonů, které se zabývají proudem a napětím v elektrických obvodech. Kirchhoffovy zákony se obecně nazývají KCL (Kirchhoffs Current Law) a KVL (Kirchhoffs Voltage Law). KVL uvádí, že algebraický součet napětí v uzlu v uzavřeném obvodu se rovná nule. Zákon KCL uvádí, že v uzavřeném obvodu je vstupní proud v uzlu roven proudu opouštějícímu uzel. Když v tutoriálu odporů pozorujeme, že lze najít jediný ekvivalentní odpor (RT), když je více odporů zapojeno do série nebo paralelně, tyto obvody dodržujte Ohmův zákon . Ale komplexně elektrické obvody , nemůžeme tento zákon použít k výpočtu napětí a proudu. Pro tyto druhy výpočtů můžeme použít KVL a KCL.

Kirchhoffovy zákony

Kirchhoffovy zákony se zabývají hlavně napětím a proudem v elektrických obvodech. Tyto zákony lze chápat jako výsledky Maxwellových rovnic v limitu nízké frekvence. Jsou ideální pro stejnosměrné a střídavé obvody na frekvencích, kde jsou vlnové délky elektromagnetického záření při srovnání s jinými obvody velmi velké.

Kirchhoffovy obvodové zákony

Mezi napětím a proudy elektrického obvodu existují různé vztahy. Tyto vztahy jsou určeny Kirchhoffovými zákony, jako jsou KVL a KCL. Tyto zákony se používají k určení impedance komplexní sítě nebo ekvivalentního elektrického odporu a proudů tekoucích v několika větvích n / w.

Kirchhoffův současný zákon

KCL nebo Kirchhoffův současný zákon nebo první zákon Kirchhoffs uvádí, že celkový proud v uzavřeném obvodu, vstupní proud v uzlu se rovná proudu opouštějícímu uzel nebo algebraický součet proudu v uzlu v elektronickém obvodu se rovná nule.

Kirchhoffův současný zákon

Ve výše uvedeném diagramu jsou proudy označeny a, b, c, d a e. Podle zákona KCL jsou vstupní proudy a, b, c, d a výstupní proudy jsou e a f se zápornou hodnotou. Rovnici lze zapsat jako

“jak funguje mov ”

a + b + c + d = e + f

Obecně v elektrickém obvodu termín uzel označuje spojení nebo připojení více komponent nebo prvků nebo pruhy pro vedení proudu, jako jsou komponenty a kabely. V uzavřeném okruhu musí existovat tok proudu do nebo z uzlové dráhy. Tento zákon se používá k analýze paralelních obvodů.

Kirchhoffův zákon o napětí

Zákon KVL nebo Kirchhoffův napětí nebo druhý zákon Kirchhoffa uvádí, že algebraický součet napětí v uzavřeném obvodu se rovná nule nebo algebraický součet napětí v uzlu se rovná nule.

Kirchhoffův zákon o napětí

Tento zákon se zabývá napětím. Například je vysvětlen výše uvedený obvod. Zdroj napětí „a“ je spojen s pěti pasivními složkami, jmenovitě b, c, d, e, f, které mají napěťové rozdíly napříč. Aritmeticky se rozdíl napětí mezi těmito komponentami sčítá, protože tyto komponenty jsou zapojeny do série. Podle zákona KVL je napětí na pasivních součástech v obvodu vždy stejné a opačné ke zdroji napětí. Součet rozdílů napětí napříč všemi prvky v obvodu je tedy vždy nulový.

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

Společné pojmy teorie DC obvodu

Společný stejnosměrný obvod se skládá z různých teoretických pojmů

Obvod: Obvod stejnosměrného proudu je uzavřená smyčka vodivá dráha, ve které proudí elektrický proud
Cesta: Pro připojení zdrojů nebo prvků se používá jeden pruh
Uzel: Uzel je spojení v obvodu, kde je více prvků spojených dohromady, a je označeno tečkou.
Větev: větev je jeden nebo soubor prvků, které jsou spojeny mezi dvěma uzly, jako jsou rezistory nebo zdroj
Smyčka: Smyčka v obvodu je uzavřená cesta, kde se žádný prvek nebo uzel obvodu nesetká více než jednou.
Pletivo: Síť neobsahuje žádnou uzavřenou cestu, ale je to jediná otevřená smyčka a neobsahuje žádné součásti uvnitř sítě.

Příklad Kirchhoffových zákonů

Pomocí tohoto obvodu můžeme vypočítat protékající proud v rezistoru 40Ω

“jak udělat převodník dc na dc ”

Příklad obvodu pro KVL a KCL

Výše uvedený obvod se skládá ze dvou uzlů, jmenovitě A a B, tří větví a dvou nezávislých smyček.

Aplikujte KCL na výše uvedený obvod, pak můžeme získat následující rovnice.

V uzlech A a B můžeme získat rovnice

I1 + I2 = I2 a I2 = I1 + I2

Pomocí KVL můžeme rovnice získat následující rovnice

Ze smyčky 1: 10 = R1 X I1 + R2 X I2 = 10I1 + 40I2
Ze smyčky2: 20 = R2 X I2 + R2 X I3 = 20I2 + 40I3
Ze smyčky 3: 10-20 = 10I1-20 I2

Rovnici I2 lze přepsat jako

Rovnice1 = 10 = 10I1 + 40 (I1 + I2) = 50 I1 + 40 I2
Rovnice 2 = 20 = 20I2 +40 (I1 + I2) = 40 I1 + 60 I2

Nyní máme dvě souběžné rovnice, které lze zmenšit na hodnoty I1 a I2

Nahrazení I1 z hlediska I2 dává hodnotu I1 = -0,143 A
Nahrazení I2 z hlediska I1 dává hodnotu I2 = +0,429 ampérů

Známe rovnici I3 = I1 + I2

Tok proudu v rezistoru R3 je zapsán jako -0,143 + 0,429 = 0,286 ampérů
Napětí na rezistoru R3 je zapsáno jako: 0,286 x 40 = 11,44 voltů

Znaménko „I“ je směr toku proudu, který byl původně upřednostňován nesprávný. Ve skutečnosti 20voltová baterie nabíjí 10voltovou baterii.

To je všechno o Kirchoffovy zákony , který zahrnuje KVL a KCL. Tyto zákony se používají k výpočtu proudu a napětí v lineárním obvodu a můžeme také použít analýzu smyčky k výpočtu proudu v každé smyčce. V případě jakýchkoli dotazů týkajících se těchto zákonů prosím uveďte své cenné návrhy komentářem v sekci komentářů níže.