Kirchhoffi voolu- ja pingeseadus

Vooludes on mõned lihtsad seosed voolude ja pingete vahel erinevates elektriliini haaradest. Need seosed on määratud mõnel mitteolulise seaduse poolt, mis on tuntud kui Kirchhoffi seadused või täpsemalt Kirchhoffi Voolu- ja Pingeseadused. Need seadused on väga kasulikud keerulise võrgu ekvivalentse elektrilise vastuse või impedantsi (juhul AC) ning haarade voolude määramisel. Need seadused on esmakordselt tuletanud Gustav Robert Kirchhoff ja nendega viidatakse ka kui Kirchhoffi Seadused.

Kirchhoffi Vooluseadus

Elektriliinis voolab vool loogiliselt elektrilise suuruse kui sellise. Kui voolu liigutamist vaadatakse kui suuruse liigutamist, siis üksikus punktis liigub sissevenev vool täpselt sama palju välja kui see selle punkti läbib. See punkt võib olla liinis igal ajal.

Kui punkt asub juhtivuses, kuhu vool liigub, siis sama vool läbib seda punkti, mis võib öelda, et selle punkti sissevenev vool läheb samuti sellest punktist välja. Kuna me ütlesime, et punkt võib olla liinis igal ajal, siis see võib olla ka ühenduspunkt liinis.

Seega peab ühenduspunkti sissevenev vool olema täpselt sama suur kui sellest punktist väljavenev vool. See on väga põhiline asi voolu liigutamise kohta ja õnnelikult ütleb sellest sama Kirchhoffi Vooluseadus. Seda seadust nimetatakse ka Kirchhoffi Esimeseks Seaduseks ja sellega öeldakse, et igas ühenduspunktis elektriliinis on kõigi haarade voolude summa null. Kui me kõik sissevenevad voolud ühenduspunktis pidame positiivseteks, siis kõik väljavenevad voolud negatiivseteks. Kui nüüd lisame kõik need positiivsed ja negatiivsed voolud, saame tulemuseks nulli.
Matemaatiline vorm Kirchhoffi Vooluseaduse järgmine,
Meil on ühenduspunkt, kus kohtuvad n arvu haarad.
Nehme ees,

Haarades 1, 2, 3 …. m sissevenevad voolud.
Kuid haaradesväljavenevad voolud.
Nii et haarades 1, 2, 3 …. m sissevenevad voolud võidakse pidada positiivseteks tavapärastel alustel ja sarnaselt haaradesväljavenevad voolud võidakse pidada negatiivseteks.
Nii et kõik haarade voolud ühenduspunkti suhtes on –

Nüüd, kõigi voolude summa ühenduspunktis on -

See on nulli kohaselt Kirchhoffi Vooluseaduse järgi.
Nii,
Matemaatiline vorm Kirchhoffi Esimeste Seaduse on ∑ I = 0 igas ühenduspunktis elektrivõrgus.

Kirchhoffi Vooluseaduse videokirjeldus – Põhiteooria

Kirchhoffi Pingeseadus

See seadus käsitleb pingevahetusi erinevates elektriliini haarades. Mõelda võib ühele punktile sulglikus elektriliinis. Kui keegi liigub teisele punktile sama sulglikus, võib ta avastada, et potentsiaal teisel punktil võib olla erinev esimese punkti potentsiaalist. Kui ta jätkab liikumist teisele punktile sama sulglikus, võib ta avastada, et potentsiaal uuel asukohal võib olla erinev. Kui ta jätkab edasi selle sulgliku mööda, jõuab ta lõpuks tagasi algsele punktile, kust ta liikumist alustas. See tähendab, et ta jõuab sama potentsiaalpunkti, läbides erinevaid pingetasemeid. Teisisõnu, netto pinge võit ja netto pinge kaotus sulglikus on võrdsed. See on just see, mida Kirchhoffi Pingeseadus väidab. Seda seadust nimetatakse ka Kirchhoffi Teiseks Seaduseks.

Kui me käsitleme sulglikku tavapäraselt, siis kui me kõik sulglikus toimumised pingevõitena peame positiivseteks, siis kõik pingekaotused sulglikus peavad olema negatiivseteks. Nende pingeide summa sulglikus on null. Eeldame, et n arvu üksteisega ühendatud elemendid moodustavad sulgliku. Neist liidestelementidest m arvu elemente on pingevalikud ja n – m arvu elemente on pinge võtmiseks, nagu vastused.
Pingevalikute pinge on
Ja vastuste pinge langused vastavalt,
Kuna on öeldud, et pinge võit tavapäraselt peetakse positiivseks ja pinge langus negatiivseks, siis pinge sulglikus on –

Nüüd Kirchhoffi Pingeseaduse kohaselt, kõigi nende pingeide summa on null.

Nii et vastavalt Kirchhoffi Teisele Seadusele, ∑V = 0.

Annetus