Kirchhoff的電壓定律(KVL)是Kirchhoff的第二定律,它涉及閉路循環(huán)路徑周?chē)哪芰渴睾恪?/p>
Gustav Kirchhoff的電壓定律是第二定律他的基本定律我們可以用于電路分析。他的電壓定律表明,對(duì)于閉環(huán)串聯(lián)路徑,電路中任何閉環(huán)周?chē)乃须妷旱拇鷶?shù)和等于零。這是因?yàn)殡娐坊芈肥情]合的導(dǎo)電路徑,所以沒(méi)有能量損失。
換句話說(shuō),環(huán)路周?chē)须娢徊畹拇鷶?shù)和必須等于零:ΣV= 0 。請(qǐng)注意,術(shù)語(yǔ)“代數(shù)和”意味著要考慮環(huán)路周?chē)脑礃O和電壓降的極性和符號(hào)。
基爾霍夫的這個(gè)想法通常被稱(chēng)為能量守恒,當(dāng)在閉環(huán)或電路周?chē)苿?dòng)時(shí),您將最終返回到您在電路中開(kāi)始的位置,因此返回到相同的初始電位,而環(huán)路周?chē)鷽](méi)有電壓損失。因此,環(huán)路周?chē)娜魏坞妷航当仨毜扔谘赝居龅降娜魏坞妷涸础?/p>
因此,當(dāng)將基爾霍夫電壓定律應(yīng)用于特定電路元件時(shí),重要的是我們要特別注意代數(shù)符號(hào),( + 和 - )電壓在元素和電動(dòng)勢(shì)的電壓下降,否則我們的計(jì)算可能是錯(cuò)誤的。
但在我們看之前密切關(guān)注基爾霍夫電壓定律(KVL),首先要了解單個(gè)元件(如電阻器)的電壓降。
單電路元件
對(duì)于這個(gè)簡(jiǎn)單的例子,我們假設(shè)電流 I 與正電荷流方向相同,即傳統(tǒng)電流。
這里,通過(guò)電阻器的電流從點(diǎn) A 到 B ,即從正端子到負(fù)端子。因此,當(dāng)我們沿著與電流相同的方向行進(jìn)時(shí),電阻元件上的電位會(huì)有下降,從而導(dǎo)致電壓上的 -IR 電壓降。 / p>
如果電流是從 B 點(diǎn)到 A 的相反方向,則會(huì)出現(xiàn)上升當(dāng)我們從 - 電位移動(dòng)到 + 電位時(shí),電阻元件的電位會(huì)產(chǎn)生 + I * R 電壓降。
因此,為了將Kirchhoff的電壓定律正確地應(yīng)用于電路,我們必須首先理解極性的方向,并且正如我們所看到的,電阻元件上的電壓降的符號(hào)將取決于電流的方向。流過(guò)它。作為一般規(guī)則,當(dāng)您沿著電動(dòng)勢(shì)源的方向移動(dòng)時(shí),您將在相同的電流方向上消耗電勢(shì)并獲得潛力。
閉合電路周?chē)碾娏鞣较蚩梢允羌僭O(shè)是順時(shí)針或逆時(shí)針,可以選擇任何一個(gè)。如果選擇的方向與當(dāng)前流的實(shí)際方向不同,結(jié)果仍然是正確有效的,但會(huì)導(dǎo)致代數(shù)答案有一個(gè)減號(hào)。
為了更好地理解這個(gè)想法,讓看看單個(gè)電路回路,看Kirchhoff的電壓律是否成立。
單回路循環(huán)
基爾霍夫電壓定律表明,任何環(huán)路中電位差的代數(shù)和必須等于零,如:ΣV= 0。由于兩個(gè)電阻 R 1 和 R 2 以串聯(lián)方式連接在一起,它們都是一部分因此,相同的電流必須流經(jīng)每個(gè)電阻器。
因此電阻上的電壓降,R 1 = I * R 1 和電阻上的電壓降,R 2 = I * R 2 由KVL給出:
我們可以看到將Kirchhoff的電壓定律應(yīng)用于這個(gè)單閉環(huán)產(chǎn)生了串聯(lián)電路中等效或總電阻的公式,我們可以對(duì)此進(jìn)行擴(kuò)展以找到電壓降的值圍繞循環(huán)。
Kirchhoff的電壓定律示例No1
三個(gè)電阻值:10歐姆,20歐姆和30歐姆分別串聯(lián)連接12伏電池供電。計(jì)算:a)總電阻,b)電路電流,c)通過(guò)每個(gè)電阻的電流,d)每個(gè)電阻上的電壓降,e)驗(yàn)證Kirchhoff的電壓定律,KVL是否成立。
a)總阻力(R T )
R T = R 1 + R 2 + R 3 =10Ω+20Ω+30Ω=60Ω
然后總電路電阻R T 等于60Ω
b)電路電流(I)
因此總電路電流I等于0.2安培或200mA
c)通過(guò)每個(gè)電阻的電流
電阻串聯(lián)在一起,它們都是同一回路的一部分,因此每個(gè)都經(jīng)歷相同的電流。因此:
<跨度> I <子> R1 = I R2 = I R3 = I SERIES = 0.2安培
d)每個(gè)電阻上的電壓降
V R1 = IxR 1 = 0.2x10 = 2伏
V R2 = IxR 2 = 0.2x20 = 4伏
V R3 = IxR 3 = 0.2x30 = 6伏
e)驗(yàn)證Kirchhoff的電壓定律
因此,基爾霍夫的電壓定律適用于閉環(huán)周?chē)膯蝹€(gè)電壓下降加起來(lái)。
基爾霍夫的電路回路
我們?cè)谶@里看到基爾霍夫的電壓定律,KVL是基爾霍夫的第二定律和狀態(tài)所有電壓的代數(shù)和下降,當(dāng)你從一個(gè)固定點(diǎn)繞回一個(gè)閉合電路并返回到同一點(diǎn),并考慮極性時(shí),總是為零。那就是ΣV= 0
基爾霍夫第二定律背后的理論也被稱(chēng)為電壓守恒定律,這對(duì)于我們處理串聯(lián)電路特別有用,串聯(lián)電路也可作為分壓器,分壓電路是許多串聯(lián)電路的重要應(yīng)用。
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