Сформулировать первый и второй закон кирхгофа

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Законы Кирхгофа являются фундаментальными положениями электротехники. Они позволяют рассчитывать любые электрические цепи постоянного и переменного тока, устанавливая взаимосвязь между токами и напряжениями на участках цепи. Первый закон Кирхгофа (Закон токов) Первый закон Кирхгофа применяется к узлам электрической цепи (узел — это точка соединения трех и более проводников). Он базируется на принципе непрерывности электрического заряда: заряд не может накапливаться в узле или исчезать из него. Формулировка Алгебраическая сумма токов в узле равна нулю. Математически это записывается так: k=1nIk=0sum from k equals 1 to n of cap I sub k equals 0Правила применения При составлении уравнений принято разделять втекающие и вытекающие токи с помощью знаков:

  • Токам, направленным к узлу, обычно присваивают знак «плюс» ( +positive). Токам, направленным от узла, присваивают знак «минус» ( negative).

Альтернативная формулировка: Сумма токов, входящих в узел, равна сумме токов, выходящих из него. Второй закон Кирхгофа (Закон напряжений) Второй закон Кирхгофа применяется к замкнутым контурам электрической цепи. Он является следствием закона сохранения энергии применительно к потенциальному электрическому полю. Формулировка Алгебраическая сумма падений напряжения на всех элементах замкнутого контура равна алгебраической сумме электродвижущих сил (ЭДС), действующих в этом контуре. Математически закон выражается формулой: k=1nEk=m=1lImRmsum from k equals 1 to n of cap E sub k equals sum from m equals 1 to l of cap I sub m center dot cap R sub mГде:

  • Ekcap E sub k — значения источников ЭДС в контуре. ImRmcap I sub m center dot cap R sub m — падения напряжения на резистивных элементах контура.

Правила применения Для составления уравнения необходимо:

  1. Выбрать произвольное направление обхода контура (по часовой стрелке или против).
  2. Определить знаки слагаемых:
    • Если направление ЭДС совпадает с направлением обхода, Ecap E берется со знаком «плюс». Если направление тока на участке совпадает с направлением обхода, падение напряжения IRcap I center dot cap R берется со знаком «плюс». В противном случае элементы записываются со знаком «минус».

Значение законов Законы Кирхгофа составляют основу метода узловых потенциалов и метода контурных токов. Для полной электрической цепи, содержащей yy узлов и vv ветвей, необходимо составить систему из vv независимых уравнений:

  • (y1)open paren y minus 1 close paren уравнений по первому закону. v(y1)v minus open paren y minus 1 close paren уравнений по второму закону.

Я могу составить систему уравнений по этим законам для конкретной схемы или разобрать пример расчета токов, если вы предоставите параметры цепи.

Форма ответа

Ваш аватар