基尔霍夫的法律|KCL&KVL.

在本教程中,我们将了解Kirchhoff的法律。亚博彩票下载Kirchhoff目前的法律或KCL和Kirchhoff的电压法或KVL是电路分析中的两个非常重要的数学等分。

介绍

许多电路本质上是复杂的,并且可以使用简单的欧姆的定律和串联/并行组合简化方法在这种电路中找到未知量所需的计算。因此,为了简化这些电路,使用Kirchhoff的定律。

这些规律是用于在电路中找到电路中的电压和电流的解决方案,无论是AC还是DC,它都用于找到电路中的电压和电流的解决方案。电路中的元素以许多可能的方式连接,从而找到电路中的参数这些法律非常有用。

在更多地了解基尔霍夫定律之前,我们必须考虑一些与电路亚博彩票下载有关的术语。

节点:节点或结是电路中的点,其中连接两个或更多个电气元件。这将指定具有电路中的参考节点的电压电平。

分支:在电路中包含电气元件的两个连接之间的连续导电路径称为分支。

环形:在电路中,循环是在电路中的独立闭合路径,其遵循分支的序列,使其必须以相同的节点开始和结束,并且不应多次触及任何其他结或节点。

网:在电路网上,MESH是一个不包含其内部的任何其他环路的循环。

电路条款

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Kirchhoff的法律

1847年,Gustav Robert Kirchhoff是德国物理学家制定了这些法律,以描述电路中的电压和电流关系。这些法律是:Kirchhoff的电压法(KVL)和Kirchhoff的当前法律(KCL)。

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基尔霍夫电流定律(KCL)

这也被称为电荷守恒定律,因为电荷或电流不能在结或节点产生或破坏。它指出任意结点上电流的代数和为零。因此,一个节点输入的电流必须等于该节点输出的电流之和。

Kirchhoff的现行法律

在上图中,电流I1和I2正在向节点进入节点,而电流I3和I4从节点离开。通过在节点处应用KCL,假设输入电流是正的,留下电流是负的,我们可以写作

I1 + i2 + (-i3) + (-i4) = 0
I1 + I2 = I3 + I4

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KCL的例子问题

考虑下面的图,我们必须确定电流IAB使用KCL和ix。

3.kirchoff电流定律的例子

通过应用Kirchhoff的当前法律,我们得到了

Iab = 0.5 - 0.3

IAB = 0.2安培

类似地,在B点应用KCL,我们得到

IAB = 0.1 + IX

0.2 = 0.1 + IX

ix = 0.2 - 0.1 = 0.1安培

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Kirchhoff的电压法(KVL)

基尔霍夫电压定律指出,闭合路径中电压的代数和等于零,即电源电压的和等于电路中电压降的和。如果电流在元件中从电势高的流向电势低的,我们就把它看作压降。

如果电流从低电势流向高电势,那么我们就认为它是电压升高。因此,电流耗散的能量必须等于电路中电源提供的能量。

图像

考虑上述电路,其中电流方向为顺时针。以上电路中各种电压降分别为V1为正,ir1为负(电压降),IR2为负(电压降),V2为负,IR3为负(电压降),IR4为负(电压降),V3为正,IR5为负,V4为负。通过应用KVL,我们得到

V1 +(-ir1)+(-ir2)+(-v2)+(-ir3)+(-ir4)+ v3 +(-ir5)+(-v4)= 0

V1 - ir1 - ir2 - v2 - ir3 - ir4 + v3 - ir5 - v4 = 0

V1 - V2 + V3 - V4 = IR1 + IR2 + IR3 + IR4 + IR5

因此,KVL也被称为电能守恒定律,因为电压降之和(电阻和电流的乘积)等于闭合路径中的电压源之和。

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Kirchhoff的电压法示例

1.我们考虑如下所示的单回路电路,假设电流流向为DEABCD闭合路径。在这个电路中,我们用KVL求出电压V1。

克切夫电压定律的例子

通过将kvl应用于这个封闭的循环,我们可以写作

Ved + vae + vba + VCB + VDC = 0

在哪里

点E相对于点D的电压,VED = -50V

D点相对于C点的电压,VDC = - 50v

点A相对于点E. VAE = I * R的电压

VAE = 500米* 200

vae = 100 v

类似地,点C对于PINT B,VCB = 350m * 100的电压

江苏省无锡= 35 v

考虑A点相对于B点的电压,VAB = V1

VBA = -V1

然后使用KVL

-50 + 100 - V1 + 35 - 50 = 0

v1 = 35伏

2.考虑下面的典型双回路电路,我们必须应用基尔霍夫定律找到电流I1和I2。

克切夫电压定律的例子

电路内部有两个回路,考虑如图所示的回路路径。

图像

通过将KVL应用于我们获得的这些环

对于第一个循环,

2 (i1 + i2) + 4i1 - 28 = 0

6i1 + 2i2 = 28—(1)

对于第二循环,

-2(i1 + i2) - 1i2 + 7 = 0
- 1 = -2 = -2

通过解决我们获得的上述1和2方程,

i1 = 5a和i2 = -1 a

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Kirchhoff的法律示例问题

现在让我们使用Kirchhoff的电流和电压定律来找到下面电路中的电流和电压。类似于上述问题,该电路还包含两个环和两个连接。考虑图中给出的当前方向。

图像

在两个结合点应用基尔霍夫电流定律,我们得到

在结1,i = i1 + i2

在交界处2,i1 + i2 = i

对两个回路应用基尔霍夫电压定律,我们得到

在第一个循环,

1.5 V - 100 I1 = 0

I1 = 1。5 / 100

= 0.015安培

在第二个循环

100(I1-I2) - 9V - 200i2 = 0

100i1 - 300i2 = 9

将I1的值代入上式

1.5 - 300i2 = 9

- 300i2 = 7.5

I2 = -0.025.

然后在接合处的电流i = i1 + i2

I = 0.015 - 0.025

I = - 0.01

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Kirchhoff的法律的应用

  • 通过使用这些法律,我们可以找到未知的电阻,电压和电流(方向和值)。
  • 在分支方法中,通过在电路的每个环路和KVL中施加KCL来通过每个分支找到电流。
  • 在回路电流法中,通过对每个回路施加KVL并计算回路中任意元件的所有电流来寻找通过每个独立回路的电流。
  • 用于找到电压和电流的节点方法。
  • 无论其的组成和结构如何,都可以应用这些法律来分析任何电路。

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