Elektro-teknoloji Kirchhoff yasası

Ünlü Ohm formülüne ek olarak , alternatif ve doğrudan akım elektrik devrelerinin hesaplanmasında Kirchhoff yasası da uygulanır. Çalışmaları iki yasanın her biri için tanımlar vermek için tereddüt etmeden gece ortasında bile elektrik mühendisliği ile bağlantılı olan bir kişi. Genellikle bu, hesaplamaları yapmak için değil, gerçekleşmekte olan süreçlerin anlaşılması olarak gereklidir.

Uzaktaki 1845'te Alman fizikçi Gustav Kirchhoff, kapalı bir elektrik devresindeki akım ve voltaj arasındaki ilişkiyi göstermek için Maxwell'in çalışmalarına (yük koruması ve elektrostatik alan özellikleri ) dayalı iki Kural oluşturdu. Bu sayede, pratik olarak elektriğe bağlı herhangi bir uygulamalı görevin çözülmesi mümkün hale geldi. Doğrusal elektrik devresini hesaplayan Kirchhoff yasası, sorunun çözülmesinden sonra bilinen gerilimleri ve akımları hesaba katan klasik doğrusal denklem sistemini elde etmeyi mümkün kılar.

İşaret, elektrik "kontur, düğüm ve dal" teriminin kullanılmasını gerektirir. Bir dal, zincirin rastgele bir bölümü olan bir zincirin iki taraflı kesitidir. Kontur, döngüsel dalların bir sistemi, yani herhangi bir dalın keyfi bir noktasından zihinsel bir harekete başlayarak, hareketin başladığı yere varırsınız. Daha açık bir şekilde dalları "döngüsel" olarak adlandırır, ancak bu tamamen doğru değildir. Düğüm, iki veya daha fazla dalın buluştuğu noktadır.

1 Kirchhoff yasası çok basittir. Yükü koruma temel yasasına dayanır. Kirchhoff'un birinci kanunu şöyle diyor: Dallar boyunca tek bir düğüme akan akımların toplamı (cebirsel) sıfırdır. Yani, I1 + I2 + I3 = 0'dır. Hesaplamalar için, düğüme akan akımların değerinin "+" işareti ve sonuçta "-" olduğu düşünülmektedir. Bu nedenle, genişletilmiş formül I1 + I2 - I3 = 0 formunu alır. Diğer bir deyişle, düğüme akan akım miktarı dışarı akan miktara eşittir. Bu Kirchhoff yasası, elektrikli ekipmanın çalışma prensiplerini anlamak için çok önemlidir. Örneğin, "yıldız" veya "üçgen" şemasına göre bir elektrikli motor sargılarını bağlarken neden ara yüz kısa devresi bulunmadığını açıklıyor .

Kirchhoff yasası genellikle belirli sayıda dalla kapalı bir döngü hesaplamak için kullanılır. Doğrudan üçüncü Maxwell yasasına (değişmeyen manyetik alana) bağlıdır. Kural, konturun her dalında gerilimin cebirsel toplamının, hesaplanmış konturun tüm dalları için emf değerlerinin toplamına eşit olduğunu belirtmektedir. Kapalı devrede elektrik enerjisinin (EMF) kaynakları yokluğunda toplam voltaj düşüşü de sıfır olacağı açıktır. Daha basit bir dilde, kaynağın enerjisi yalnızca tüketicilere dönüştürülür ve geri döndüğünde orijinal değerine eğilim gösterir. Bu yasanın kullanılması, eski durumunda olduğu gibi bir takım özelliklere sahiptir.

Devrenin denklemini oluştururken, başlangıçta kabul edilen yoldan atılma yönü (genellikle saat yönünde) yönü ile çakışırsa EMF'nin sayısal değerinin pozitif bir işareti olduğu ve yönler ters olduğunda negatif olduğu kabul edilir. Aynı şey dirençler için de geçerlidir: Akım yönü seçilen baypasla aynı ise "+" işareti üzerindeki gerilim düşüşüne atanır. Örneğin, E1 - E2 + E3 = I1R1 - I2R2 + I3R3 + I4R4 ...

Kontura giren tüm dalları geçiştirmenin bir sonucu olarak , hangi dallara (ve düğümlere) ait tüm akımları bulmak mümkün olduğuna karar veren bir lineer denklem sistemi derlenir. Ortaya çıkan ilişkiler, kontur akım metodu kullanılarak çözülür.

Kirchhoff'un elektrik mühendisliği yasalarının önemini fazlasıyla tahmin etmek zordur. Klasik cebir yöntemleri yardımı ile formül yazma kolaylığı ve çözümleri yaygın kullanımının nedeni olmuştur.