Acasă / Teorie in electronica / Kirchoff pentru toţi

Kirchoff pentru toţi

Iaca ăsta mi-e primul post pe acest site. M-am hotărît să încep cu ceva banal, anume legile lui Kirchoff. Nu voi intra deloc in fizică, şi nici în matematică. Asta pentru că electronica trebuie întîi de toate simţită. Să lămurim că pentru început voi prezenta circuite cu parametrii concentraţi în curent continuu.

Pentru înţelegere voi folosi o analogie. Să ne imaginăm că firele sînt de fapt, căi ferate. Un fir înseamnă două şine, deci pe legătura directă între două noduri feroviare poate exista un singur tren. Pe căile ferate circulă trenuri, care cară vagoane cu electroni cereale. Putem caracteriza fiecare tren prin doi parmetrii esenţiali: viteză şi încărcătură.

Pentru a face analogia completă, vom considera că într-un nod feroviar, trenurile intră şi ies cu aceeaş viteză.

Numim o buclă un traseu de la un nod feroviar, care porneşte spre alte noduri şi se întoarce de unde a plecat.

Numim un nod feroviar locul unde se întîlnesc mai multe căi ferate.

În orice nod feroviar, are loc un schimb de vagoane. Nimic nu se pierde, nimic nu se cîştigă, şi culmea, nimic nu se fură. Aceleaşi vagoane care intră într-un nod feroviar, trebuie să şi iasă. De exemplu într-un nod intră un tren I1 cu 5 vagoane, şi pot pleca 2 trenuri, I2 şi I3, cu 3 respectiv două vagoane. Ne vom gîndi la asta ca la prima lege a lui Kirchoff.

Apoi, să zicem că trenul, odată plecat dintr-un nod, are zone în care accelerează şi zone în care decelerează. Adică pe unele zone îşi măreşte viteza, pe altele şi-o micşorează, iar pe altele merge constant. Am spus mai sus că în noduri viteza rămîne aceeaşi la toate trenurile. Aceasta înseamnă că pe o buclă, viteza cu care pleacă este aceeaşi cu viteza cu care se întoarce. De exemplu, să luăm o bucă, cu 3 noduri feroviare, A, B şi C. De la A la B viteza creşte cu 60Km/h. Între B şi C scade cu 20Km/h, iar pe tronsonul C-A, viteza scade cu 40Km/h. Astfel, trenul se întoarce în A cu viteza cu care a plecat. Aceasta va fi legea a doua a lui Kirchoff.

Aşadar, trecînd de la vagoane la curenţi, şi de la viteze la tensiuni. Curenţii care intră îi notăm cu +, iar cei care ies, cu -. La fel şi tensiunile. Putem formula legile lui Kirchoff astfel:

Suma curenţilor care intră într-un nod este egală cu zero.

Suma tensiunilor de-a lungul unei bucle de circuit este egală cu zero.

Acum, voi prezenta o metodă simplă de a rezolva un circuit practic cu ajutorul legilor lui Kirchoff. Fie circuitul din figura de mai jos.

Vom presupune că tranzistorul NPN are factorul de amplificare în curent suficient de mare cît să putem ignora curentl de bază. Este o aproximare ce se face destul de des pentru a reduce calculele şi a face tangibilă înţelegerea din ochi a unei scheme. Aşadar, prin Kirchoff 1, curentul prin R1 este egal cu curentul prin R2. Făcînd Kirchoff 2 pe bucla formată din baterie, R1 şi R2, aflăm potenţialul din punctul C. Apoi aplicăm din nou Kirchoff 2 pe bucla formată din R2, joncţiunea BE a tranzistorului, şi R4. Tensiunea pe joncţiunea BE, fiind polarizată direct, este de 0,6V. De aici se paote afla tensiunea pe R4, iar cu legea lui Ohm, curentul prin R4.Aplicînd Kirchoff 1 în tranzistor, şi avînd în vedere că curentul de bază se neglijează, rezultă egalitate între curenţii de colector şi de emitor. Atunci, cu legea lui Ohm se află căderea de tensiune pe R3. Aplicînd în continuare Kirchoff 2 pe bucla baterie-R4-CE-R3, aflăm căderea de tensiune între colector şi emitor.

Sper că v-a fost utilă explicaţia, în special celor la început de drum. Pe data viitoare!

Despre Cristian Grecu

Mă numesc Cristi, şi uneori sînt student la facultatea de electronică din Bucureşti. Consider electronica un domeniu infinit, cu cît învăţ mai mult, cu atît văd că marginile sale sînt tot mai departe.

4 Comentarii

  1. …cum din pacate in aceasta tara tot ce tine de electronica,tehnologie etc sa ales praful nu ne mai ramane decat astfel de forumuri,pentru cei incepatori si nu numai.
    Excelent,cred ca ar trebuii mai des astfel de lucruri.

  2. frumos articol pentru incepatori.problema e ca putini isi mai bat capul cu asa ceva.din fericire eu am reusit sa insuflu si altor persoane putine la numar acest hobi.sunt tineri la varste inca fragede dar marea mea satisfactie e ca le place ceea ce fac .ramane de vazut ce se v-a intampla pe viitor

  3. Pentru a nu exista vreo confuzie relativ la prima lege a lui Kirchhoff, enunţul acesteia este:

    Suma algebrică a curenţilor care intră într-un nod este egală cu zero.
    (în loc de: Suma curenţilor care intră într-un nod este egală cu zero.)

    sau redată sub altă formă:
    Suma intensităților curenților care intră într-un nod de rețea este egală cu suma intensităților curenților care ies din același nod.

    sau: Suma algebrică a intensităților curenților care se întîlnesc într-un nod de rețea este egală cu zero.

    http://ro.wikipedia.org/wiki/Teoremele_lui_Kirchhoff

Lasă un răspuns la Mihai Anulează răspunsul

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

*