Teoremele lui Kirchhoff
Categoria: Referat
Fizica
Descriere:
De multe ori, circuitele electrice sunt mai complicate , continand una
sau mai multe surse de energie electrica si mai multe rezistente,
legate in diferite moduri alcatuind retele electrice... |
|
|
1
Teoremele lui Kirchhoff
Si gruparea rezistoarelor
Legile lui Kirhhoff servesc la calcularea retelelor
electrice,si anume, cunoscandu-se o parte din marimile care intervin
intr-o retea, ele permit sa se determine celelalte marimile necunoscute.
De multe ori, circuitele electrice sunt mai
complicate , continand una sau mai multe surse de energie electrica si
mai multe rezistente, legate in diferite moduri alcatuind retele
electrice.
Marimile care intervin intr-o retea elecrica sunt:
fortele elecromotoare, rezistentele diferitelor laturi si curentii prin
aceste laturi
In general, circuitele electrice nu sunt formate
dintr-un singur generator si un singur consumator.Un circuit ramificat
este circuitul care contine mai multe generatoare si consumatoare.
Pentru un astfel de cicuit,in mod evident nu se pot folosi legile lui
Ohm.
NOD = Punct al unui circuit in care sunt interconectate cel putin trei
elemente de circuit.
LATURA = Portiune de circuit:
1 Cuprinsa intre doua noduri;
2 Care nu cuprinde nici un nod interior;
3 Care este parcursa de acelasi curent.
OCHI = Portiune de circuit:
1 Formata dintr-o succesiune de laturi(cel putin
doua) care formeaza o linie poligonala inchisa.
2 La parcurgerea careia se trece prin fiecare nod o
singura data.
O categorie deosebita de ochiuri o reprezinta ochiuri simple
(fundamentale) sunt ochiuri care nu au diagonale.
TEOREMA I A LUI KIRCHHOFF
DEMONSTRATIE
Consideram un nod de retea in care se intalnesc
cinci laturi.Curentii din fiecare latura transporta,intr-un interval de
timp oarecare, ∆t, sarcinile electrice Q1,Q2 ,…,Q5..
Deoarece sarcina electrica
1 nu poate fi creata,
2 nu poate sa dispara
3 nu se poate acumula in
nod,
Rezulta ca sarcina totala care iese din nod trebuie sa fie egala
cu sarcina totala care intra in nod, adica:
Q2+Q3+Q5=Q1+Q4 .Impartind aceasta relatie la ∆t, se obtine:
I1 +I4=I2+I3+I5
Nod de
retea
Evidend, acest rezultat se poate generaliza
pentru orice nod in care se intalnesc orcate laturi. Rezultatul este
cunoscut sub denumirea de teorema I a lui Kirchhoff.
Teorema Ia lui Kirchhoff:Suma intensitentilor
curentilor care ies dintr-un nod este egala cu suma intensitatilor care
intra in nodul respective.
Sau
Suma algebrrica a intensitatilor curentilor care se
intalnesc intr-un nod este nula.
TEOREMA A-II-A A LUI KIRCHHOFF
Din legea lui Ohm pentru intregul circuit
rezulta:I(R+r)=E Aceasta relatie cuprinde in membrul stang suma
tensiunilor pe rezistentele din circuit iar in membrul drept-tensiunea
electomotoare din ochi.
Suma algebrica a tensiunilor dintr-un ochi de retea
este egala cu suma algebrica a tensiunilor electromotoare din ochiul
respectiv
∑E=∑RI
-E1+E2= I1(R1+r)-I2r2-I3(R3+R6)+I4(R4+R5)
APLICAREA TEOREMELOR LUI KIRCHHOFF
Daca se cunosc elementele consecutive ale unui
circuit (toate caracteristicile generatoarelor si consumatoarelor),
ecuatiile obtinute prin aplicarea teoremelor lui Kirchhoff permit
aflarea intensitati;lor tuturor curentilor din acel circuit.
Etapele care trebuie parcurse pentru analiza acestui
sistem fizic sunt:
1. Se identifica nodurile circuitului .
2. Se identifica laturile circuitului.Se noteaza
curentii si se aleg sensuri pentru acestia.
3. Se aplica teorema I a lui Kirchhoff pentru n-1
noduri.
4. Se aleg cele f ochiuri pentru care se aplica
teorema a II a lui Kirchhoff.Este recomandabil ca acestea sa fie tocmai
ochiurile simple (fundamentale).Se aleg sensuri de referinta in cele f
ochiuri.
5. Se aplica teorema a II a lui Kirchhoff in cele f
ochiuri alese.
6. Cu cele n-1ecuatii obtinute se formeaza un sistem
de ecuatii obtinut este egal cu numarul laturilor, deci egal cu numarul
necunoscutelor (intensitatile curentilor).
|
Referat oferit de www.ReferateOk.ro |
|