Законы Кирхгофа

Кроме законов Ома и Джоуля — Ленца, применительно к электрическим цепям су­ществуют еще два очень важных закона. Это законы Кирхгофа — закон токов (закон о токах в узле) и закон напряжений (закон об узловых потенциалах). Они оба очень просты и в то же время очень значимы. Закон токов гласит:

алгебраическая сумма токов, втекающих в узел и вытекающих из него, равна нулю. 0 = I1+I2 + I3 + …

В более простой форме это звучит так — «что входит, то и выходит». Если имеется 10 А, втекающих в узел или точку разветвления, то этот ток должен также вытекать из узла. Ток может вытекать не через один провод, а чрез несколько, но он выйдет весь (рис. 1.2). Этот закон можно называть законом сохранения тока.

Ток, втекающий в узел:                              I1 = 10 А.

Токи, вытекающие из узла:                     I2 = 4 А.

I3=6А.

Общий ток, вытекающий из узла:   Iобщий = 10 А.

Если рассматривать узел, то токи, вытекающие из узла, идут в противоположном направлении по сравнению с током, втекающим в узел. Значит, мы должны подстав­лять их в уравнения со знаком минус.

0 = I1 + I 2 + I 3= 10 А+ (-4 А)+ (-6 А) = 10-4-6.

Рис. 1.2   Токи в узле (закон тока Кирхгофа)

Это может показаться тривиальным, поскольку очевидно из схемы, что входящие токи равны выходящим токам. Но может потребоваться найти ток, когда вы даже не знаете его направление. Использование описанных выше правил — самое удобное решение. При этом очень важно убедиться, что все знаки «плюс» и «минус» расстав­лены правильно.

Закон напряжений гласит:

алгебраическая сумма разностей потенциалов, действующих в любом контуре, равны нулю.

Этот закон показывает очень четко выраженное различие между ЭДС и падением напряжения на элементах цепи, хотя то и другое является характеризуется разностью потенциалов. Другая формулировка закона — алгебраическая сумма ЭДС должна быть равна алгебраической сумме падений напряжений в контуре (рис. 1.3). И опять, можно рассматривать этот закон, как закон сохранения. Только на сей раз не токов, а напряжений.

Рис. 1.3   Суммирование потенциалов в контуре (закон напряжений Кирхгофа)

Закладка Постоянная ссылка.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *