Peraturan Kirchhoff: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Pengenalan:

Kami tahu bahawa rintangan setara tunggal, (RT) dapat dijumpai apabila dua atau lebih perintang disambungkan bersama dalam kedua-dua siri jika nilai arus yang sama mengalir melalui semua komponen., Selari jika mereka mempunyai voltan yang sama yang berlaku di atasnya. atau gabungan kedua-duanya, dan bahawa litar ini mematuhi Hukum Ohm. Namun, kadang-kadang dalam litar kompleks seperti rangkaian jambatan atau T, kita tidak boleh menggunakan Hukum Ohm sahaja untuk mencari voltan atau arus yang beredar di dalam litar seperti pada gambar (1).

Untuk jenis pengiraan ini, kita memerlukan peraturan tertentu yang membolehkan kita memperoleh persamaan litar dan untuk ini kita dapat menggunakan Kirchhoff's Circuit Law. [1]

Langkah 1: Definisi Umum dalam Analisis Litar:

Sebelum kita memasuki peraturan Kirchhoff. pertama kita akan menentukan perkara asas dalam analisis litar yang akan digunakan dalam menerapkan peraturan Kirchhoff.

1-Litar - litar adalah jalan pengalir gelung tertutup di mana arus elektrik mengalir.

2-Path - satu baris elemen atau sumber penghubung.

3-Node - simpul adalah persimpangan, sambungan, atau terminal dalam litar di mana dua atau lebih elemen litar disambungkan atau bergabung bersama memberikan titik hubungan antara dua atau lebih cabang. Nod ditunjukkan oleh titik.

4-Branch - cabang adalah satu atau sekumpulan komponen seperti perintang atau sumber yang dihubungkan antara dua nod.

5-Loop - gelung adalah jalan tertutup sederhana dalam litar di mana tiada unsur litar atau nod ditemui lebih dari sekali.

6-Mesh - mesh adalah jalur siri gelung tertutup tunggal yang tidak mengandungi jalur lain. Tidak ada gelung di dalam jaring.

Langkah 2: Dua Peraturan Kirchhoff:

Pada tahun 1845, seorang ahli fizik Jerman, Gustav Kirchhoff mengembangkan sepasang atau sekumpulan peraturan atau undang-undang yang berkaitan dengan pemuliharaan arus dan tenaga dalam rangkaian elektrik. Kedua peraturan ini biasanya dikenal sebagai Kirchhoff's Circuit Laws dengan salah satu undang-undang Kirchhoff yang berurusan dengan arus yang mengalir di sekitar litar tertutup, Kirchhoff's Voltage Law, (KCL) sementara undang-undang yang lain berkaitan dengan sumber voltan yang terdapat dalam litar tertutup, Kirchhoff's Voltage Law, (KVL).

Langkah 3: Memohon Peraturan Kirchhoff:

Kami akan menggunakan litar ini untuk menerapkan KCL dan KVL seperti berikut:

1-Bahagikan litar kepada beberapa gelung.

2-Tetapkan arah arus menggunakan KCL. Tetapkan 2 arah arus seperti yang anda mahukan, kemudian gunakannya untuk mendapatkan arah yang ketiga seperti berikut pada gambar (4).

Menggunakan Undang-undang Semasa Kirchhoff, KCLA pada simpul A: I1 + I2 = I3

Pada nod B: I3 = I1 + I2 Menggunakan Hukum Tegangan Kirchhoff, KVL

persamaan diberikan sebagai: Gelung 1 diberikan sebagai: 10 = R1 (I1) + R3 (I3) = 10 (I1) + 40 (I3)

Gelung 2 diberikan sebagai: 20 = R2 (I2) + R3 (I3) = 20 (I2) + 40 (I3)

Gelung 3 diberikan sebagai: 10 - 20 = 10 (I1) - 20 (I2)

Oleh kerana I3 adalah jumlah I1 + I2, kita dapat menulis semula persamaan sebagai; Persamaan No 1: 10 = 10I1 + 40 (I1 + I2) = 50I1 + 40I2 Persamaan. No 2: 20 = 20I2 + 40 (I1 + I2) = 40I1 + 60I2

Kita sekarang mempunyai dua "Persamaan Serentak" yang dapat dikurangkan untuk memberi kita nilai-nilai I1 dan I2 Penggantian I1 dari segi I2 memberi kita

nilai I1 sebagai -0.143 Amps Penggantian I2 dari segi I1 memberi kita nilai I2 sebagai +0.429 Amps

Sebagai: I3 = I1 + I2 Arus yang mengalir dalam perintang R3 diberikan sebagai: I3 = -0.143 + 0.429 = 0.286 Amps

dan voltan merintangi perintang R3 diberikan sebagai: 0,286 x 40 = 11,44 volt

Tanda negatif untuk I1 bermaksud bahawa arah aliran arus yang awalnya dipilih adalah salah, namun tetap berlaku. Sebenarnya, bateri 20v sedang mengecas bateri 10v. [2]

Langkah 4: Skema Litar KiCAD:

Langkah membuka kicad:

Langkah 5: Langkah Litar Lukisan di Kicad:

Langkah 6: Simulasi Litar Multisim:

Catatan:

Peraturan Kirchhoff dapat diterapkan untuk kedua-dua litar AC dan DC di mana sekiranya AC rintangan akan merangkumi kapasitor dan gegelung bukan hanya rintangan ohmik.

Langkah 7: Rujukan:

[1]

[2]