Կիրխհոֆի օրենքը էլեկտրատեխնոլոգիայի ոլորտում

Փոխարինող եւ ուղղակի հոսանքի էլեկտրական սխեմաների հաշվարկում, բացի հայտնի Ohm բանաձեւից, կիրառվում է նաեւ Կիրխհոֆ օրենքը: Անձը, որի աշխատանքը կապված է էլեկտրատեխնիկայի հետ, նույնիսկ գիշերվա կեսին, առանց վարանելու, յուրաքանչյուր երկու օրենքների համար սահմանումներ է սահմանում: Հաճախ դա անհրաժեշտ է ոչ այնքան հաշվարկներ իրականացնել, այլ հասկանալ այն գործընթացները, որոնք տեղի են ունենում:

Հեռավոր 1845 թ. Գերմանացի ֆիզիկոս Գուստավ Կիրխհոֆը Մաքսվելի ստեղծագործությունների հիման վրա ձեւակերպեց երկու կանոն (գանձապահություն եւ էլեկտրաստատիկ դաշտի հատկություններ ) , որոնք թույլ են տալիս ցույց տալ, որ ընթացիկ եւ լարման հարաբերությունները փակ էլեկտրական միացումում: Դրան շնորհիվ հնարավոր դարձավ լուծել էլեկտրաէներգիայի հետ կապված ցանկացած գործնական խնդիր: Կիրխհոֆի օրենքը, որն օգտագործվում է գծային էլեկտրական սխեման հաշվարկելու համար, հնարավորություն է տալիս ձեռք բերել գծային հավասարումների դասական համակարգ, որը հաշվի է առնում սպառնալիքներն ու հոսքերը, որոնք հայտնի են դարձել խնդրի լուծումից հետո:

Բանաձեւը ենթադրում է «էլեկտրական կոնտուր, հանգույց եւ մասնաճյուղ» տերմինների օգտագործումը: Մասնաճյուղը շղթայի ցանկացած երկկողմանի հատված է, շղթայի կամայական հատվածը: Եզրագիծն աղավաղված ճյուղերի համակարգ է, այսինքն, ցանկացած մասնաճյուղի երկայնքով կամայական կետից սկսելով մտավոր շարժումը, դուք սկսում եք այնտեղ, որտեղ շարժումը սկսվեց: Ավելի հստակ մասնաճյուղեր կոչում են «looped», թեեւ դա ամբողջովին ճիշտ չէ: Մի հանգույցը մի կետ է, որտեղ երկու կամ ավելի մասնաճյուղեր հանդիպում են:

1 Կիրխհոֆի օրենքը շատ պարզ է: Այն հիմնված է մեղադրանքի պահպանման հիմնարար օրենքի վրա: Կիրճհոֆի առաջին օրենքը ասում է, որ հոսանքների (առգրավված) գումարները, որոնք անցնում են մասնաճյուղերի միեւնույն հանգույցին, զրո են: Այսինքն, I1 + I2 + I3 = 0: Հաշվարկների համար համարվում է, որ հանգույցում հոսող հոսանքի արժեքն ունի «+» նշանը եւ արդյունքում «-»: Հետեւաբար, ընդլայնված բանաձեւն ընդունում է I1 + I2 - I3 = 0 ձեւը: Այլ կերպ ասած `հանգույցի մեջ հոսող հոսքի գումարը հավասար է հոսքի գումարին: Այս Kirchhoff օրենքը շատ կարեւոր է հասկանալու համար էլեկտրական սարքավորումների շահագործման սկզբունքները: Օրինակ, նա բացատրում է, թե ինչու, երբ էլեկտրական շարժիչի պտուտակները կապում են «աստղի» կամ «եռանկյունի» սխեմայի հետ, չկա ինտերֆեյսի կարճ միացում:

2 Կիրխհոֆի օրենքը սովորաբար օգտագործվում է որոշակի ճյուղերի փակ փակ հանգույց հաշվարկելիս: Դա ուղղակիորեն կապված է Maxwell- ի երրորդ օրենքի հետ (անփոփոխ մագնիսական դաշտ): Կանոնով նշվում է, որ ստրեսի առանձին գումարը կախված է կոնտուրի ճյուղերից յուրաքանչյուրի վրա, հավասար է Էմֆ արժեքների գումարին հաշվարկված ուրվագծի բոլոր ճյուղերի համար: Ակնհայտ է, որ փակ էլեկտրական էներգիայի (EMF) աղբյուրների բացակայության դեպքում ընդհանուր լարման անկումը նույնպես կլինի զրո: Ավելի պարզ լեզվով, աղբյուրի էներգիան փոխվում է միայն սպառողին, եւ վերադարձնելով այն հակված է իր սկզբնական արժեքին: Այս օրենքի օգտագործումը ունի մի շարք առանձնահատկություններ, ինչպես նախկինում:

Սխտորի հավասարման կառուցումը համարվում է, որ EMF- ի թվային արժեքը դրական նշան ունի, եթե շրջանցման նախնական ընդունված ուղղությունը (սովորաբար ժամացույցի ուղղությամբ) համընկնում է իր ուղղությամբ, իսկ բացասական, եթե ուղղությունները հակասում են: Նույնը վերաբերում է նաեւ ռեզիստորներին. Եթե ընթացիկ ուղղությունը նույնն է, ինչ ընտրված շրջանցման համար է, ապա «+» նշանը նշանակված է լարման անկման վրա: Օրինակ, E1 - E2 + E3 = I1R1 - I2R2 + I3R3 + I4R4 ...

Եզրագծին մտնող բոլոր ճյուղերը անցնելու արդյունքում կազմվում է գծային հավասարումների համակարգ , որոշելով, թե հնարավոր է պարզել ճյուղերի բոլոր հոսքերը (եւ հանգույցները): Արդյունքում եղած հարաբերությունները լուծվում են օգտագործման եղանակով ընթացիկ եղանակով:

Դժվար է գերագնահատել Կիրճհոֆի օրենքները էլեկտրական տեխնիկայի համար: Դասական գրերի ձեւավորման պարզեցվածությունը եւ դրանց լուծումը դասական հանրահաշվի մեթոդների շնորհիվ էին նրանց լայն կիրառման պատճառը: