Kirchhoff的電壓定律(KVL)是Kirchhoff的第二定律,它涉及閉路循環路徑周圍的能量守恒。
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,對于閉環串聯路徑,電路中任何閉環周圍的所有電壓的代數和等于零。這是因為電路回路是閉合的導電路徑,所以沒有能量損失。
換句話說,環路周圍所有電位差的代數和必須等于零:ΣV= 0 。請注意,術語“代數和”意味著要考慮環路周圍的源極和電壓降的極性和符號。
基爾霍夫的這個想法通常被稱為能量守恒,當在閉環或電路周圍移動時,您將最終返回到您在電路中開始的位置,因此返回到相同的初始電位,而環路周圍沒有電壓損失。因此,環路周圍的任何電壓降必須等于沿途遇到的任何電壓源。
因此,當將基爾霍夫電壓定律應用于特定電路元件時,重要的是我們要特別注意代數符號,( + 和 - )電壓在元素和電動勢的電壓下降,否則我們的計算可能是錯誤的。
但在我們看之前密切關注基爾霍夫電壓定律(KVL),首先要了解單個元件(如電阻器)的電壓降。
單電路元件
對于這個簡單的例子,我們假設電流 I 與正電荷流方向相同,即傳統電流。
這里,通過電阻器的電流從點 A 到 B ,即從正端子到負端子。因此,當我們沿著與電流相同的方向行進時,電阻元件上的電位會有下降,從而導致電壓上的 -IR 電壓降。 / p>
如果電流是從 B 點到 A 的相反方向,則會出現上升當我們從 - 電位移動到 + 電位時,電阻元件的電位會產生 + I * R 電壓降。
因此,為了將Kirchhoff的電壓定律正確地應用于電路,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將取決于電流的方向。流過它。作為一般規則,當您沿著電動勢源的方向移動時,您將在相同的電流方向上消耗電勢并獲得潛力。
閉合電路周圍的電流方向可以是假設是順時針或逆時針,可以選擇任何一個。如果選擇的方向與當前流的實際方向不同,結果仍然是正確有效的,但會導致代數答案有一個減號。
為了更好地理解這個想法,讓看看單個電路回路,看Kirchhoff的電壓律是否成立。
單回路循環
基爾霍夫電壓定律表明,任何環路中電位差的代數和必須等于零,如:ΣV= 0。由于兩個電阻 R 1 和 R 2 以串聯方式連接在一起,它們都是一部分因此,相同的電流必須流經每個電阻器。
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的電壓定律應用于這個單閉環產生了串聯電路中等效或總電阻的公式,我們可以對此進行擴展以找到電壓降的值圍繞循環。
Kirchhoff的電壓定律示例No1
三個電阻值:10歐姆,20歐姆和30歐姆分別串聯連接12伏電池供電。計算:a)總電阻,b)電路電流,c)通過每個電阻的電流,d)每個電阻上的電壓降,e)驗證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)通過每個電阻的電流
電阻串聯在一起,它們都是同一回路的一部分,因此每個都經歷相同的電流。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)驗證Kirchhoff的電壓定律
因此,基爾霍夫的電壓定律適用于閉環周圍的單個電壓下降加起來。
基爾霍夫的電路回路
我們在這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所有電壓的代數和下降,當你從一個固定點繞回一個閉合電路并返回到同一點,并考慮極性時,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為電壓守恒定律,這對于我們處理串聯電路特別有用,串聯電路也可作為分壓器,分壓電路是許多串聯電路的重要應用。
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