Կիրխհոֆի կանոնները. 7 քայլ

2025 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2025-01-23 14:48

Ներածություն:

Մենք գիտենք, որ մեկ համարժեք դիմադրություն (RT) կարելի է գտնել, երբ երկու կամ ավելի ռեզիստորներ միացված են երկու շարքերում, եթե նույն բաղադրիչով հոսում է բոլոր բաղադրիչները: զուգահեռ, եթե դրանց վրա կիրառվում է նույն լարումը: կամ երկուսի համակցությունները, և որ այդ սխեմաները ենթարկվում են Օմի օրենքին: Այնուամենայնիվ, երբեմն այնպիսի բարդ սխեմաներում, ինչպիսիք են կամուրջը կամ T ցանցերը, մենք պարզապես չենք կարող օգտագործել միայն Օհմի օրենքը ՝ շղթայի մեջ շրջանառվող լարումները կամ հոսանքները գտնելու համար, ինչպես նկարում (1):

Այս տեսակի հաշվարկների համար մեզ անհրաժեշտ են որոշակի կանոններ, որոնք թույլ են տալիս ձեռք բերել շրջանի հավասարումները, և դրա համար կարող ենք օգտագործել Կիրխհոֆի շրջանային օրենքը [1]:

Քայլ 1. Շրջանակային վերլուծության ընդհանուր սահմանում

Նախքան Կիրխհոֆի կանոնների մեջ մտնելը: մենք նախ կսահմանենք հիմնական բաները շրջանային վերլուծության մեջ, որոնք կօգտագործվեն Կիրխհոֆի կանոնները կիրառելիս:

1-շղթա-միացումը փակ հանգույցի հաղորդիչ ուղի է, որի մեջ հոսում է էլեկտրական հոսանքը:

2-Path-միացնող տարրերի կամ աղբյուրների մեկ գիծ:

3-հանգույց-հանգույցը միացում է, միացում կամ տերմինալ մի շղթայի մեջ, որտեղ միացման երկու կամ ավելի տարրեր միացված են կամ միավորված են իրար, ինչը երկու կամ ավելի ճյուղերի միջև կապի կետ է տալիս: Մի հանգույց նշվում է կետով:

4-ճյուղ-ճյուղը մեկ կամ բաղադրիչների խումբ է, ինչպիսիք են դիմադրողները կամ աղբյուրը, որոնք միացված են երկու հանգույցների միջև:

5-օղակ-մի հանգույց մի պարզ փակ ուղի է մի շղթայում, որում ոչ մի շղթայի տարր կամ հանգույց չի հանդիպում մեկից ավելի անգամ:

6-ԱՐՏ-ցանցը մեկ փակ օղակի շարքի ուղի է, որը չի պարունակում այլ ուղիներ: Insideանցի ներսում օղակներ չկան:

Քայլ 2: Կիրխհոֆի երկու կանոն

1845 թվականին գերմանացի ֆիզիկոս Գուստավ Կիրխհոֆը մշակեց զույգ կանոններ կամ օրենքներ, որոնք վերաբերում են էլեկտրական սխեմաների հոսանքի և էներգիայի պահպանմանը: Այս երկու կանոնները սովորաբար հայտնի են որպես Կիրխհոֆի շրջանային օրենքներ: Կիրխհոֆի օրենքներից մեկը վերաբերում է փակ շրջանով հոսող հոսանքին `Կիրխհոֆի լարման օրենքին (KCL), իսկ մյուս օրենքը` փակ շրջաններում առկա լարման աղբյուրներին `Կիրխհոֆի լարման օրենքին:, (KVL):

Քայլ 3. Կիրխհոֆի կանոնների կիրառում

Մենք կօգտագործենք այս սխեման `KCL- ը և KVL- ը կիրառելու համար հետևյալ կերպ.

1-Շղթան բաժանեք մի քանի հանգույցի:

2-Սահմանեք հոսանքների ուղղությունը `օգտագործելով KCL: Սահմանեք 2 հոսանքի ուղղություն, ինչպես ցանկանում եք, այնուհետև օգտագործեք դրանք երրորդի ուղղությունը ստանալու համար, ինչպես ցույց է տրված նկարում (4):

Օգտագործելով Կիրխհոֆի գործող օրենքը, KCLAt հանգույց A: I1 + I2 = I3

B հանգույցում ՝ I3 = I1 + I2, օգտագործելով Կիրխհոֆի լարման օրենքը, KVL

Հավասարումները տրվում են հետևյալ կերպ. Loop 1 -ը տրվում է հետևյալ կերպ.

Օղակ 2 -ը տրվում է հետևյալ կերպ. 20 = R2 (I2) + R3 (I3) = 20 (I2) + 40 (I3)

3 -րդ օղակը տրվում է հետևյալ կերպ. 10 - 20 = 10 (I1) - 20 (I2)

Քանի որ I3- ը I1 + I2- ի գումարն է, մենք կարող ենք վերաշարադրել հավասարումները հետևյալ կերպ. Հավասարություն No 1: 10 = 10I1 + 40 (I1 + I2) = 50I1 + 40I2 հավասար. No 2: 20 = 20I2 + 40 (I1 + I2) = 40I1 + 60I2

Այժմ մենք ունենք երկու «Միաժամանակյա հավասարումներ», որոնք կարող են կրճատվել ՝ մեզ տալով I1 և I2 արժեքները: I1- ի փոխարինումը I2- ով մեզ տալիս է

I1- ի արժեքը `-0.143 ամպեր I2- ի փոխարինումը I1- ով մեզ տալիս է I2- ի արժեքը` +0.429 ամպեր

I3 = I1 + I2 Ռեզիստորի R3 հոսանքը հոսում է որպես ՝ I3 = -0.143 + 0.429 = 0.286 ամպեր

իսկ դիմադրությունը R3- ի վրա տրված է `0.286 x 40 = 11.44 վոլտ

I1- ի բացասական նշանը նշանակում է, որ սկզբնական ընտրված ընթացիկ հոսքի ուղղությունը սխալ էր, բայց, այնուամենայնիվ, դեռ ուժի մեջ էր: Փաստորեն, 20 վ մարտկոցը լիցքավորում է 10 վ մարտկոցը [2]:

Քայլ 4: KiCAD սխեմայի միացում

Kicad- ի բացման քայլերը.

Քայլ 5. Քիքադում գծագրման միացման քայլեր

Քայլ 6. Շղթայի բազմիմաստ մոդելավորում

Նշում:

Կիրխհոֆի կանոնը կարող է կիրառվել ինչպես AC, այնպես էլ DC սխեմաների դեպքում, երբ AC- ի դեպքում դիմադրությունը կներառի կոնդենսատոր և կծիկ ոչ միայն օմական դիմադրություն:

Քայլ 7: Տեղեկանք

[1]

[2]