تحقیق قوانین ولتاژ و جریان کیرشهف

قوانین مداری کیرشهف 2 قانون است : قانون جریان و قانون پتانسیل که معمولا به عنوان ولتاژ شناخته می شود که در مدل عناصر فشرده از مدارهای الکتریکی سر و کار دارد.که اولین بار در سال 1845 توسط  گوستاو کیرشهف  توضیح داده شد. قوانین کیرشهف به طور گسترده ای در مهندسی برق استفاده می شود که می تواند به عنوان تبعیت از معادلات ماکسول در حد پایین قابل درک باشد.

قسمت اول: بررسی قانون جریان کیرشهف یا KCL

قانون جریان کیرشهف یا KCL:

 

[vip-members]

این قانون قانون اول کیرشهف یا قانون گره نیز نامیده می شود و بیان گر است که جمع جریان های وارد شده به یک گره برابر با جمع جریان های خارج شده از همان گره است و مجموع جبری جریان های در یک شبکه  رسانا در یک نقطه برابر با صفر است. این اصل می تواند بیان کند:

\sum_{k=1}^n {I}_k = 0 

n تعداد کل شاخه های جریان های به سمت گره است .این فرمول برای جریان های پیچیده معتبر است.

جریان مدار

 

الف) مدار مقابل را ببندید( R1 و R2 و R3 را به دلخواه در نظر بگیرید.)

مدار

تذکر: هنگامی که منبع تغذیه را روی ولتاژ 5 ولت تنظیم می کنید باید منبع تغذیه در مدار حضور داشته باشد نه خارج از مدار.

شکل زیر در حال تنظیم منبع تغذیه با ولت متر

مدار

 

برای این که قانون KCL را در گره A به طور تجربی تحقیق کنید به وسیله ی آمپرمتر جریان های I1 و I2 و I3 را به دست آورید .

تذکر: قرار دادن آمپرمتر در مدار با قطع مدار همراه است. شکل زیر یک نمونه اندازه گیری جریان را نشان می دهد.

مدار

 

در صورتی که آمپر متر خطای کمی داشته باشد عددی که با آمپرمتر به دست می آید نسبت به اعدادی که از طریق حل تئوری به دست آمده اند واقعی تر و بهتر است.

قانون فعلی کیرشهف به همراه قانون اهم در تجزیه و تحلیل گره استفاده می شود.

قسمت دوم: بررسی قانون  ولتاژ کیرشهف KVL

این قانون ، قانون دوم کیرشهف یا قانون حلقه کیرشهف نیز نامیده می شود.

قانون ولتاژ کیرشهف یا KVL: جمع جبری اختلاف پتانسیل های یک حلقه از مدار صفر است.

این قانون مبنی بر حفاظت از انرژی است که به وسیله آن ولتاژ به عنوان انرژی در واحد بار تعریف شده است.مقدار کل انرژی به دست آمده در واحد بار با مقدار انرژی از دست رفته در واحد بار برابر است .

الف ) مدار زیر را در نظر بگیرید.

مدار

 

ب) به وسیله ی ولت متر، ولتاژ دو سر مقاومت های R1 و  R2 و R3 و منبع تغذیه V را یادداشت نمایید. (شکل بالا ولت متر در حال اندازه گیری ولتاژ دو سر مقاومتR3 را نشان می دهد که معادل (R2I2) یا (V2) می باشد).

ج) اختلاف پتانسیل های به دست آمده برای روابط KVL را که در حلقه ها نوشته شده است، قرار دهید.

یادآوری: KVL مدار تک حلقه ای زیر معادل V- IR1-IR2=0  می باشد که نشان می دهد جمع اختلاف پتانسیل های دو سر مقاومت ها برابر ولتاژ منبع می باشد.

مدار

 

 

[/vip-members]

 

0

افزودن نظر