Vào năm 1845, Gustav Kirchhoff (nhà vật lý người Đức) đưa ra một bộ định luật liên quan đến dòng điện và điện áp trong mạch điện. Luật Kirchhoff thường được đặt tên là KCL (Luật hiện hành Kirchhoffs) và KVL (Luật điện áp Kirchhoffs). KVL nói rằng tổng đại số của điện áp tại nút trong một mạch kín bằng không. Định luật KCL phát biểu rằng, trong một mạch kín, dòng điện đi vào tại nút bằng dòng điện đi ra tại nút. Khi chúng ta quan sát trong phần hướng dẫn về điện trở mà một điện trở tương đương duy nhất, (RT) có thể được tìm thấy khi nhiều điện trở được nối nối tiếp hoặc song song, các mạch này tuân theo luật Ohm . Nhưng, phức tạp mạch điện , chúng ta không thể sử dụng định luật này để tính điện áp và dòng điện. Đối với các loại tính toán này, chúng ta có thể sử dụng KVL và KCL.
Luật của Kirchhoff
Các định luật Kirchhoff chủ yếu đề cập đến điện áp và dòng điện trong các mạch điện. Các định luật này có thể được hiểu là kết quả của các phương trình Maxwell trong giới hạn tần số thấp. Chúng hoàn hảo cho các mạch DC và AC ở các tần số mà bước sóng bức xạ điện từ rất lớn khi chúng ta so sánh với các mạch khác.
Luật mạch của Kirchhoff
Có nhiều mối quan hệ khác nhau giữa điện áp và dòng điện của một mạch điện. Các mối quan hệ này được xác định bởi các luật Kirchhoffs như KVL và KCL. Các định luật này được sử dụng để xác định trở kháng của mạng phức tạp hoặc điện trở tương đương và dòng điện chạy trong một số nhánh của n / w.
Luật hiện hành Kirchhoff
KCL hoặc định luật dòng điện Kirchhoffs hoặc định luật Kirchhoffs đầu tiên phát biểu rằng tổng dòng điện trong một mạch kín, dòng điện đi vào tại nút bằng dòng điện đi ra tại nút hoặc tổng đại số của dòng điện tại nút trong một mạch điện tử bằng không.
Luật hiện hành của Kirchhoff
Trong sơ đồ trên, các dòng điện được ký hiệu bằng a, b, c, d và e. Theo định luật KCL, dòng vào là a, b, c, d và dòng ra là e và f có giá trị âm. Phương trình có thể được viết dưới dạng
a + b + c + d = e + f
Nói chung trong một mạch điện, thuật ngữ nút đề cập đến một đường giao nhau hoặc kết nối của nhiều thành phần hoặc phần tử hoặc các làn đường mang dòng điện như các thành phần và dây cáp. Trong mạch kín, dòng điện đi vào hoặc ra khỏi làn nút phải tồn tại. Định luật này được sử dụng để phân tích mạch song song.
Định luật điện áp Kirchhoff
KVL hoặc định luật điện áp Kirchhoff hoặc định luật thứ hai Kirchhoffs phát biểu rằng, tổng đại số của điện áp trong một mạch kín bằng không hoặc tổng đại số của điện áp tại nút bằng không.
Luật điện áp của Kirchhoff
Định luật này liên quan đến điện áp. Ví dụ, mạch trên được giải thích. Nguồn điện áp ‘a’ được kết nối với năm thành phần thụ động, cụ thể là b, c, d, e, f có hiệu điện thế giữa chúng. Về mặt số học, sự chênh lệch điện áp giữa các thành phần này cộng lại với nhau bởi vì các thành phần này được mắc nối tiếp. Theo định luật KVL, điện áp trên các linh kiện thụ động trong mạch luôn bằng & ngược chiều với nguồn điện áp. Do đó, tổng của hiệu điện thế trên tất cả các phần tử trong mạch luôn bằng không.
a + b + c + d + e + f = 0
Thuật ngữ lý thuyết mạch DC chung
Mạch DC chung bao gồm các thuật ngữ lý thuyết khác nhau là
Mạch: Mạch điện một chiều là một ngõ dẫn vòng kín, trong đó dòng điện chạy qua
Con đường: Một làn duy nhất được sử dụng để kết nối các nguồn hoặc các phần tử
Nút: Nút là một kết nối trong mạch mà nhiều phần tử được kết nối với nhau và nó được ký hiệu bằng dấu chấm.
Chi nhánh: một nhánh là một hoặc một tập hợp các phần tử được kết nối giữa hai nút như điện trở hoặc nguồn
Vòng: Vòng lặp trong mạch là một đường dẫn kín, trong đó không có phần tử hoặc nút mạch nào được đáp ứng nhiều hơn một lần.
Lưới thép: Lưới không chứa bất kỳ đường dẫn đóng nào, nhưng nó là một vòng mở duy nhất và nó không chứa bất kỳ thành phần nào bên trong lưới.
Ví dụ về Định luật Kirchhoff
Bằng cách sử dụng mạch này, chúng ta có thể tính toán dòng điện chạy trong điện trở 40Ω
Mạch ví dụ cho KVL và KCL
Đoạn mạch trên bao gồm hai nút là A và B, ba nhánh và hai vòng độc lập.
Áp dụng KCL cho đoạn mạch trên, ta có các phương trình sau.
Tại các nút A và B, chúng ta có thể nhận được các phương trình
I1 + I2 = I2 và I2 = I1 + I2
Sử dụng KVL, các phương trình chúng ta có thể nhận được các phương trình sau
Từ loop1: 10 = R1 X I1 + R2 X I2 = 10I1 + 40I2
Từ loop2: 20 = R2 X I2 + R2 X I3 = 20I2 + 40I3
Từ loop3: 10-20 = 10I1-20 I2
Phương trình của I2 có thể viết lại thành
Phương trình1 = 10 = 10I1 + 40 (I1 + I2) = 50 I1 + 40 I2
Phương trình 2 = 20 = 20I2 +40 (I1 + I2) = 40 I1 + 60 I2
Bây giờ chúng ta có hai phương trình đồng thời có thể được rút gọn để cho các giá trị của I1 và I2
Thay I1 bằng I2 cho giá trị của I1 = -0,143 Amps
Thay I2 theo I1 cho giá trị của I2 = +0,429 Amps
Chúng ta biết phương trình của I3 = I1 + I2
Dòng điện trong điện trở R3 được viết là -0,143 + 0,429 = 0,286 Amps
Hiệu điện thế trên biến trở R3 được viết là: 0,286 x 40 = 11,44 vôn
Ký hiệu –ve cho ‘I’ là hướng của dòng điện được ưu tiên ban đầu là sai, Thực tế, pin 20 volt đang sạc pin 10 volt.
Đây là tất cả về Luật của Kirchoff , bao gồm KVL và KCL. Các định luật này được sử dụng để tính toán dòng điện và điện áp trong một mạch tuyến tính, và chúng ta cũng có thể sử dụng phân tích vòng lặp để tính toán dòng điện trong mỗi vòng lặp. Hơn nữa, mọi thắc mắc liên quan đến các luật này, hãy đưa ra những gợi ý quý giá của bạn bằng cách bình luận trong phần bình luận bên dưới.
Tín ảnh:
- Luật Kirchhoff của blogspot
- Ví dụ về Định luật Kirchoff của hướng dẫn điện tử
