キルヒホッフの法則は、私たちが日常生活で遭遇するさまざまな電気部品を含む複雑な回路を構築するのに役立ちます。また、電気回路のさまざまな部分に流れる電流の量を判断するなど、電気回路の分析にも役立ちます。この記事では、Kirchhoff の電流と電圧の規則と、複雑な回路のさまざまな領域で流れる電流と電圧降下を計算するための現代の電化製品でのそれらの使用について説明します。
Kirchhoff は 2 つの法則を定式化しました。このキルヒホッフの法則学習資料では、これらの法則を詳細に学習します。最初の法則は電流に関するもので、2 つ目の法則は電圧に関するものです。これらの法則は、キルヒホフの電流法則およびキルヒホフの電圧法則と呼ばれます。回路内のどの接合部でも、回路に流れ込む電流の合計は、回路から流れ出る電流の合計に等しくなります。これは、「チャージは作成も破棄もできない」と同じです。
キルヒホフの現行法
この規則は、ジャンクションに入る電流の合計がジャンクションから出る電流の合計に等しいことを意味します。簡単に言えば、ジャンクションに入る全電流量は、ジャンクションから出る全電流量と同じです。これは、ジャンクション ルール、キルヒホッフの第 1 法則とも呼ばれます。
この規則の証明は、電流が安定しているとき、どの時点にも電荷の蓄積がないことです。したがって、流入する総電流は流出する総電流と等しくなります。
Iin =Iout
n 本のワイヤの場合、式は次のとおりです。
n =1kIn=0
ここで例を考えてみましょう。3 本のワイヤが共通点で接続されています。 2 本のワイヤでは電流 I1 と I2 が流れ、電流 I3 は 3 番目のワイヤから流れ出します。したがって、キルヒホッフの法則によると:
I1 + I2 =I3
電気回路のコンポーネントは、電気エネルギーを得るか、または損失します。
キルヒホッフの電圧則
Kirchhoff の電圧法則は、電気回路内の完全なループでは、電気エネルギーを提供するコンポーネント間のすべての電圧の合計が、他の要素間のすべての電圧の合計と等しくなければならないことを示しています。
言い換えると、ループ内のすべての電圧の代数和は 0 に等しくなります。
この法則はエネルギー保存則を示しています。
仕事は、電気部品内の電気力による電荷または電荷によって行われます。
残りのコンポーネントで電荷キャリアによって行われる総仕事は、電気力のために電荷キャリアで行われる総仕事に等しくなります。したがって、要素全体の電位差が 0 になることを意味します。
キルヒホッフの法則の適用
- 複雑な回路のさまざまな場所でどれだけの電流が流れ、どれだけの電圧が失われているかを判断するために使用されます。
- さまざまな回路ループで電流の流れの方向を検出するのに役立ちます。
- エネルギーが電気回路をどのように通過するかを理解するには、キルヒホッフの法則が非常に役立つかもしれません。
キルヒホッフの法則の利点
Kirchhoff の規則は、多くの利点があるため、回路理論で広く使用されています。その結果、それらは回路理論の基礎の重要な部分を構成します。未知の電圧と電流の計算は、はるかに簡単になります。建物内には閉鎖された複雑な回路が多数あり、これらの状況での回路解析は通常、少し困難です。一方、キルヒホッフの最初の規則は、これらの複雑な回路を管理しやすく簡単な方法で分析および計算することを可能にします。ただし、これらは他の多くの利点の中でも最も重要な利点です。
キルヒホッフの法則の制限または欠点
- Kirchhoff の法則では、ループ領域の磁場は常に一定であり、磁束が変化して回路内で EMF が形成される可能性が排除されます。高周波交流回路の場合、これは計算エラーにつながる可能性があります。
- Kirchhoff も同様に、他の回路コンポーネントによって生成された電場が彼の計算に与える影響を認識していませんでした。
- キルヒホッフの回路法則は、電流が導体とワイヤのみを流れるという仮定に基づいています。高周波回路では寄生容量が無視できなくなりました。状況によっては、送電線として機能する導体またはワイヤに電気が流れ始め、回路が開回路になることがあります。
結論:
キルヒホッフの法則に関するこの研究資料ノートでは、キルヒホッフの法則が電気回路の迅速な解決と分析に役立つ基本的な電気法則であることを学びました。その結果、電気回路の未知の電流と電圧の計算が容易になります。 Kirchhoff の第一法則は電荷保存に基づいており、Kirchhoff の第二法則はエネルギー保存に基づいています。 Gustav Robert Kirchhoff は 1845 年にそれを説明しました。
Kirchhoff の第 1 法則は接合則または電流則であり、Kirchhoff の第 2 法則はループ則または電圧則です。これは電気の重要かつ基本的な法則です。
