Phân tích mạch là một khái niệm cơ bản trong kỹ thuật điện và vật lý. hiểu được làm thế nào để phân tích mạch điện là cần thiết cho sinh viên và chuyên gia một trong những công cụ quan trọng nhất để phân tích mạch là định luật Kirchhoff, một phương pháp có hệ thống để giải quyết các mạch phức tạp.

Định luật Kirchhoff là gì?

Định luật Kirchhoff bao gồm hai nguyên tắc then chốt chi phối hành vi của mạch điện: Định luật hiện tại Kirchhoff (KCL) và Định luật Volthoff (KVL). Những luật này dựa trên sự bảo tồn điện và năng lượng, đại loại vậy.

Định luật hiện tại Kirchhoff

KCL cho biết tổng số hiện tại nhập vào một giao diện phải bằng tổng số dòng chảy rời giao điểm. Đạo luật này dựa trên nguyên tắc bảo tồn điện tích.

  • Tổng của dòng điện ở một nút là 0.
  • Về mặt toán học, bèn là i-in) = Ghanh (ra).

Luật Voltage của Kirchhoff (KVL)

KVL cho biết tổng số sự khác biệt điện (lo lắng) xung quanh mạng đóng là 0. Luật này dựa trên nguyên tắc bảo tồn năng lượng.

  • Tổng điện thế trong vòng kín là 0.
  • Về mặt toán học, thi thể = 0.

Áp dụng luật Kirchhoff

Để phân tích một vòng quanh sử dụng định luật Kirchhoff, hãy theo những bước sau:

  • Xác định tất cả các nút nối trong mạch.
  • Đánh dấu tất cả các dòng điện và điện áp.
  • Áp dụng KCL tại mỗi nút.
  • Áp dụng KVL xung quanh mỗi vòng khép kín.
  • Giải quyết các phương trình kết quả cùng một lúc.

Phân tích mạch ví dụ

Hãy xem xét một vòng tròn đơn giản với một ắc quy và ba bộ kháng cự. chúng tôi sẽ phân tích vòng quanh này từng bước một bằng cách sử dụng bộ luật Kirchhoff.

Mô tả mạch điện

Hãy tưởng tượng một vòng tròn với một ắc quy 12V và ba bộ phản lực: R1 = 4 GH, R2 = 6 GH, và R3 = 12 ắc quy kết nối theo loạt.

Bước 1: Nhận diện nút và thành phần

Xác định các nút nơi các đối kháng kết nối và nhãn các dòng chảy qua mỗi đối kháng.

Bước 2: Áp dụng KCL

Tại giao lộ giữa các đối phương, chúng tôi có thể áp dụng KCL. Vì chỉ có một đường dẫn cho dòng điện hiện tại, chúng tôi có:

  • I(in) = I( out) = I.

Bước 3: Áp dụng KVL

Tiếp theo, chúng tôi áp dụng KVL xung quanh vòng lặp. Bắt đầu từ thiết bị cuối dương của ắc quy:

  • 12V - I * R1 - I * R2 - I * R3 = 0.

Bước 4: Giải quyết sự cân bằng

Thiết lập giá trị của những người chống đối:

  • 12V - I * 4 i * 6 I * 12 N= 0.
  • 12V - I(4 + 6 + 12) = 0.
  • 12V - 22I = 0.
  • Tôi = 12V / 22 háu ăn = 0.545A.

Kết luận

Hiểu rõ về định luật Kirchhoff là điều quan trọng cho bất cứ ai nghiên cứu phân tích mạch điện những định luật này cung cấp nền tảng cho việc phân tích các mạch phức tạp và áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau về kỹ thuật và vật lý học học học học học bằng cách nắm vững những khái niệm này học sinh có thể phát triển những kỹ năng phân tích mạnh cần thiết cho sự nghiệp tương lai của họ

Đọc thêm

  • Cơ bản của các mạch điện do Alexander và Sadiku.
  • Nghệ thuật điện tử của Horowitz và Hill.
  • Nguồn tài nguyên trực tuyến và hướng dẫn phân tích mạch điện.