소개
전기 회로를 적절히 이해하려면 전기 법칙에 대해 배우는 것이 필수적입니다. 전기 회로 해결을위한 가장 중요한 법률 중 하나는 Kirchhoff의 법칙입니다. Kirchhoff의 법칙에 따라 회로를 빠르고 쉽게 해결하기가 매우 쉬워집니다. 따라서 Kirchhoff는 Kirchhoff의 현재 법률과 Kirchhoff의 전압 법인 두 가지 법을 제시했습니다. Kirchhoff의 법률은 회로를 분석하는 데 도움이됩니다.
이제 Kirchhoff는 누구였습니까? Gustav Robert Kirchhoff는 1824 년 3 월 12 일 프러시아 주 코니 스버그에서 태어난 독일 물리학 자였습니다. 처음에 그는 전기 전도에 관한 연구를 시작했습니다. 이 연구는 1845 년에 Kirchhoff의 현행법과 Kirchhoff의 전압 법률과 같은 폐쇄 전기 회로의 두 가지 법칙을 공식화하게되었습니다.
.Kirchhoff의 법칙은 무엇입니까?
1845 년 독일 물리학자인 구스타프 로버트 키르 치프 (Gustav Robert Kirchhoff)는 전기 회로에서 에너지와 전류의 보존을 설명하는 법을 제시했다. 이 법은 복잡한 AC 회로의 전기 임피던스와 저항을 분석하고 계산하는 데 도움이됩니다. 이제이 개념을 자세히 이해합시다. Kirchhoff의 법률은 두 가지 있습니다 :
Kirchhoff의 현재 법은 Kirchhoff의 첫 번째 법률 또는 Kirchhoff의 교차점 규칙입니다. 정션 규칙에 따르면, 전기 회로에서, 접합부의 총 전류는 접합부 외부의 전류의 합과 같습니다.
Kirchhoff의 전압 법칙은 Kirchhoff의 제 2 법칙 또는 Kirchhoff의 루프 규칙이라고도합니다. 루프 규칙에 따르면 폐쇄 전기 회로 주변의 전압 합은 0입니다.
Kirchhoff의 현재 법률
Kirchhoff의 현재 법률은``노드 또는 교차로로 흐르는 전류는 전류가 흘러 나오는 전류와 같아야합니다. '
.다시 말해, 주어진 전기 회로의 모든 전류의 대수 합은 0과 같다고 말합니다.
따라서이 법은 청구 보존을 나타냅니다. 물리학에서, 청구는 보존 된 양입니다. 즉, 전하의 양은 그로부터 나오는 전하 양과 같습니다.
.이제 몇 가지 예를 통해이 개념을 이해합니다.
노드 O에서 전류 i1, i2, i3이 들어오는 전류이고 전류 i4, i5가 나가는 전류 인 회로를 고려하십시오. 이제 접합 규칙에 따르면, 들어오는 전류의 합은 나가는 전류와 같습니다. 따라서
i1+i2+i3 =i4+i5
i1+i2+i3+(-i4)+(-i5) =0
노드 A에는 4 개의 들어오는 전류 i1, i2, i3, i4 및 3 개의 나가는 전류 i5, i6, i7이 있다고 가정합니다.
.i1 =5, i2 =10, i3 =4, i4 =7, i5 =6, i6 =12, i7 =? i7을 계산합니다.
Kirchhoff의 현재 법에 따르면
i1 + i2 + i3 + i4 =i5 + i6 + i7
i1 + i2 + i3 + i4 - i5 - i6 - i7 =0
5 + 10 + 4 + 7 - 6 - 12 =i7
i7 =8
위의 예에서, 부호 규칙이 전기 회로를 해결하는 데 필수적인 부분이라는 것이 분명합니다. 여기서 우리는 들어오는 전류 긍정적이고 나가는 전류가 음수라고 생각합니다.
예 1 : 12 볼트의 배터리 2 개와 1,2 및 6 오메가의 3 개 저항이있는 회로에서 흐르는 전류를 결정하십시오.
솔루션 :
이것에서, 전류의 방향은 시계 방향의 방향과 동일합니다.
- i - 6i + 12 - 2i + 12 =0
-9i + 24 =0
-9i =-24
i =24 / 9
i =8 / 3 a
Kirchhoff의 전압 법칙
Kirchhoff의 전압 법칙은 전기 회로 내의 완전한 루프에서 전기 에너지를 제공하는 구성 요소의 모든 전압의 합은 동일한 루프에서 다른 요소에 걸쳐 모든 전압의 합과 동일해야한다고 말합니다.
.다시 말해, 루프의 모든 전압의 대수 합은 0입니다.
적절한 결과를 얻으려면 시계 방향 또는 방향으로 방향을 유지하는 것이 필수적입니다.
이 법은 에너지 보존 법칙을 나타냅니다.
작업은 전기 전하 또는 전기 부품 내부의 전기 력으로 인해 전하에 의해 수행됩니다.
나머지 구성 요소의 전하 운반체가 수행 한 총 작업은 전기력으로 인해 전하 운반체에서 수행 된 총 작업과 같습니다. 따라서 요소의 잠재적 차이는 0이어야 함을 의미합니다.
문제를 해결하는 절차 :
폐쇄 루프 근처의 대수적 전압은 0이어야합니다.
현재 방향을 그리고 전압 방향에 레이블을 지정하십시오. 전압 소스의 전압은 항상 음수 끝에 양수라는 것을 기억하십시오.
시계 방향 또는 반 시계 방향을 전압 드롭 방향으로 정의하십시오. 방향이 정의되면 모든 루프에서 동일한 규칙이 사용됩니다 - 현재 방향의 전압에 대한 부호 + - 그렇지 않으면
KVL을 바르십시오.
Kirchhoff의 법률 응용 프로그램
이 법은 전류 및 전압 소스가 전기 회로에서 어떻게 작동하는지 분석합니다.
일상 생활의 신청 :
- 사막에서는 모래가 거칠기 때문에 날이 매우 뜨겁습니다. 따라서 좋은 열 흡수기입니다. 이제 Kirchhoff의 법칙에 따르면 좋은 흡수기는 좋은 이미 터입니다. 따라서 밤은 시원 할 것입니다. 그렇기 때문에 사막에서는 날이 뜨겁고 밤은 추워요.
- 이 법칙은 회로에서 전류와 전압의 알 수없는 값을 계산하는 데 사용됩니다.
- Kirchhoff의 법칙은 복잡한 회로의 분석 및 계산이 관리 가능하고 쉬워지는 데 도움이되는 첫 번째 법입니다.
- Wheatstone Bridge는 Kirchhoff의 법을 필수적으로 적용하는 것입니다. 메쉬 및 노드 분석에도 사용됩니다.
결론
따라서 Kirchhoff의 법칙은 전기 회로를 신속하게 해결하고 분석하는 데 도움이되는 기본 전기 법칙입니다. 전기 회로에서 알려지지 않은 전류 및 전압을 계산하는 것이 더 쉬워집니다. Kirchhoff의 첫 번째 법률은 기소의 보존에 근거하며 Kirchhoff의 제 2 법칙은 에너지 절약에 근거합니다. Gustav Robert Kirchhoff는 1845 년에 그것을 설명했다.
Kirchhoff의 첫 번째 법칙은 접합 규칙 또는 현재 법이며 Kirchhoff의 제 2 법칙은 루프 규칙 또는 전압 법입니다. 그것은 전기의 중요하고 기본적인 법칙입니다.
