Định luật Kirchhoff là gì

Định luật Kirchhoff

Có một số mối quan hệ đơn giản giữa dòng điện và điện áp của các nhánh khác nhau của một mạch điện . Các mối quan hệ này được xác định bởi một số định luật cơ bản được gọi là định luật Kirchhoff hay cụ thể hơn là định luật Điện áp và Dòng điện Kirchhoff . Các định luật này rất hữu ích trong việc xác định điện trở hoặc trở kháng điện tương đương (trong trường hợp là AC) của một mạng phức tạp và các dòng điện chạy trong các nhánh khác nhau của mạng. Những luật này lần đầu tiên được đưa ra bởi Guatov Robert Kirchhoff và do đó những luật này còn được gọi là Luật Kirchhoff .

Luật hiện hành của Kirchhoff

Trong một mạch điện, dòng chảy hợp lý là điện lượng.

Vì dòng điện được coi là dòng đại lượng, nên tại bất kỳ điểm nào trong mạch, tổng dòng điện đi vào, chính xác bằng tổng dòng điện ra khỏi điểm đó. Điểm có thể được xem xét ở bất kỳ đâu trong mạch.

Giả sử điểm nằm trên vật dẫn mà dòng điện chạy qua, thì cùng một dòng điện chạy qua điểm mà có thể nói rằng dòng điện đi vào tại điểm đó, sẽ rời khỏi điểm đó. Như chúng ta đã nói, điểm này có thể ở bất kỳ đâu trên mạch, vì vậy nó cũng có thể là một điểm nối trong mạch.

Vì vậy, tổng lượng dòng điện đi vào tại điểm nối phải chính xác bằng tổng lượng dòng điện đi ra khỏi điểm giao nhau. Đây là điều rất cơ bản về dòng điện chạy qua và may mắn thay, Luật hiện hành Kirchhoff cũng nói như vậy. Định luật này còn được gọi là Định luật thứ nhất Kirchhoff và định luật này nói rằng, tại bất kỳ điểm nối nào trong mạch điện, tổng của tất cả các dòng điện nhánh đều bằng không. Nếu chúng ta coi tất cả các dòng điện đi vào đường giao nhau được coi là dòng điện dương, thì quy ước của tất cả các dòng điện nhánh ra khỏi đường giao nhau là âm. Bây giờ, nếu chúng ta thêm tất cả các dòng điện có dấu tích cực và tiêu cực này, rõ ràng, chúng ta sẽ nhận được kết quả bằng không.

Dạng toán học của Định luật hiện tại của Kirchhoff như sau,

Chúng ta có một ngã ba nơi có n số bãi biển gặp nhau.

Cho phép,

Các dòng ở nhánh 1, 2, 3…. m đang đi vào đường giao nhau.

Trong khi các dòng điện trong các nhánh đang rời khỏi điểm giao nhau.

Vì vậy, các dòng điện trong các nhánh 1, 2, 3…. m có thể được coi là dương theo quy ước chung và tương tự dòng điện trong các nhánh

 có thể được coi là âm.

Do đó, tất cả các dòng nhánh liên quan đến đường giao nhau nói trên là –

Bây giờ, tổng của tất cả các dòng điện tại đường giao nhau là –

Điều này bằng 0 theo Định luật dòng điện Kirchhoff .

Do đó,

dạng toán học của Định luật Kirchhoff thứ nhất là ∑ I = 0 tại bất kỳ điểm nối nào của mạng điện.

Video trình bày về Định luật hiện tại của Kirchhoff – Lý thuyết cơ bản

Định luật điện áp Kirchhoff

Định luật này đề cập đến sự sụt giảm điện áp tại các nhánh khác nhau trong mạch điện. Suy nghĩ về một điểm trên một vòng kín trong mạch điện. Nếu ai đó đi đến bất kỳ điểm nào khác trên cùng một vòng lặp, người đó sẽ thấy rằng tiềm năng tại điểm thứ hai đó có thể khác với điểm đầu tiên. Nếu người đó tiếp tục đi đến một số điểm khác trong vòng lặp, người đó có thể tìm thấy một số tiềm năng khác tại vị trí mới đó. Nếu người đó tiếp tục đi xa hơn theo vòng khép kín đó, cuối cùng người đó sẽ đến điểm ban đầu từ nơi bắt đầu cuộc hành trình. Điều đó có nghĩa là người đó quay trở lại cùng một điểm tiềm năng sau khi vượt qua các mức điện áp khác nhau. Có thể nói cách khác rằng độ tăng điện áp thuần và điện áp thực giảm dọc theo một vòng kín là bằng nhau. Đó là cái gì Kirchhoff Định luật điện áp phát biểu. Luật này còn được gọi là Luật thứ hai Kirchhoff .

Nếu chúng ta xem xét một vòng kín theo quy ước, nếu chúng ta coi tất cả các mức tăng điện áp dọc theo vòng lặp là dương thì tất cả các điện áp giảm dọc theo vòng lặp sẽ được coi là âm. Tổng của tất cả các điện áp này trong một vòng kín bằng không. Giả sử n số phần tử liên kết ngược lại tạo thành một vòng khép kín. Trong số các phần tử mạch này có m số phần tử là nguồn điện áp và n – m số phần tử giảm điện áp như điện trở .

Điện áp của các nguồn

tương ứng là Và điện áp giảm trên các điện trở tương ứng,

Như đã nói rằng độ lợi điện áp được coi là dương và sụt áp được coi là âm, điện áp dọc theo vòng kín là –

Bây giờ theoKirchhoff Định luật điện áp , tổng của tất cả các điện áp này dẫn đến kết quả bằng không.

Vì vậy, theo đó Định luật thứ hai Kirchhoff , ∑V = 0.

Áp dụng định luật Kirchhoff cho mạch

Có thể dễ dàng tìm ra sự phân bố dòng điện trong các nhánh khác nhau của mạch bằng cách áp dụng định luật Dòng điện Kirchhoff tại các nút hoặc điểm nối khác nhau trong mạch. Sau khi áp dụng định luật Điện áp Kirchhoff , mỗi vòng lặp có thể có trong mạch tạo ra phương trình đại số cho mọi vòng lặp. Bằng cách giải tất cả các phương trình này, người ta có thể dễ dàng tìm ra các dòng điện, điện áp và điện trở chưa biết khác nhau trong mạch.

Một số quy ước phổ biến mà chúng tôi thường sử dụng trong quá trình áp dụng KVL

  1. Điện trở giảm trong một vòng lặp do dòng điện chạy theo chiều kim đồng hồ phải được coi là điện trở giảm dương.
  2. Điện trở giảm trong vòng lặp do dòng điện chạy ngược chiều kim đồng hồ phải được coi là điện trở âm.
  3. Các pin emf gây dòng điện chạy trong chiều kim đồng hồ trong một vòng lặp được coi là tích cực.
  4. Pin emf làm cho dòng điện chạy ngược chiều kim đồng hồ được gọi là cực âm.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button