Ero sivun ”Kirchhoffin piirilait” versioiden välillä
>Oh2mqk p (lisää suomentamista ja lyhentämistä) |
>Oh2mqk p (typojen korjauksia) |
||
| Rivi 1: | Rivi 1: | ||
[[Category:Teoria]] __TOC__ | [[Category:Teoria]] __TOC__ | ||
[[ | [[Kirchhoffin piirilait]] kertovat [[varaus|sähkövarauksen]] ja | ||
[[energia|energian]] säilymisestä [[virtapiiri|virtapiireissä]]. | [[energia|energian]] säilymisestä [[virtapiiri|virtapiireissä]]. | ||
Molemmat piirilait voidaan johtaa [[Maxwellin yhtälö|Maxwellin yhtälöistä]], | Molemmat piirilait voidaan johtaa [[Maxwellin yhtälö|Maxwellin yhtälöistä]], | ||
mutta | mutta Kirchhoff edelsi ajallisesti Maxwellia ja laajensi Ohmin töitä. | ||
(http://en.wikipedia.org/wiki/Kirchhoff%27s_circuit_laws) | ([http://en.wikipedia.org/wiki/Kirchhoff%27s_circuit_laws Kirchhoff's circuit laws]) | ||
== Kirchhoffin virtalaki == | == Kirchhoffin virtalaki == | ||
<div style="float:right;font-style:text-align:center;">[[Kuva:Kirchoffin-virtalaki.png]]<br>''i''<sub>1</sub> + ''i''<sub>4</sub> = ''i''<sub>2</sub> + ''i''<sub>3</sub></div> | <div style="float:right;font-style:text-align:center;">[[Kuva:Kirchoffin-virtalaki.png]]<br>''i''<sub>1</sub> + ''i''<sub>4</sub> = ''i''<sub>2</sub> + ''i''<sub>3</sub></div> | ||
Tämä laki tunnetaan myös nimillä: '''Kirchhoffin ensimmäinen laki''', '''Kirchhoffin pistesääntö''', ''' | Tämä laki tunnetaan myös nimillä: '''Kirchhoffin ensimmäinen laki''', '''Kirchhoffin pistesääntö''', '''Kirchhofin liitossääntö''' ja '''Kirchhoffin ensimmäinen sääntö'''. | ||
Sähkövarauksen säilymisestä seuraa, että: | Sähkövarauksen säilymisestä seuraa, että: | ||
| Rivi 42: | Rivi 41: | ||
== Kirchhoffin jännitelaki == | == Kirchhoffin jännitelaki == | ||
<div style="float:right;font-style:italic;text-align:center;">[[Kuva:Kirchoffin-jannitelaki.png]]<br>v<sub>1</sub> + v<sub>2</sub> + v<sub>3</sub> + v<sub>4</sub> = 0</div> | <div style="float:right;font-style:italic;text-align:center;">[[Kuva:Kirchoffin-jannitelaki.png]]<br>v<sub>1</sub> + v<sub>2</sub> + v<sub>3</sub> + v<sub>4</sub> = 0</div> | ||
Tämä laki tunnetaan myös nimillä: '''Kirchhoffin toinen laki''', '''Kirchoffin silmukkasääntö''' ja ''' | Tämä laki tunnetaan myös nimillä: '''Kirchhoffin toinen laki''', '''Kirchoffin silmukkasääntö''' ja '''Kirchhoffin toinen sääntö'''. | ||
Energian häviämättömyyden periaatteesta seuraa: | Energian häviämättömyyden periaatteesta seuraa: | ||
:Järjestyksessä laskettu sähköpotentiaalierojen summa virtapiirin ympäri pitää olla nolla. | :Järjestyksessä laskettu sähköpotentiaalierojen summa virtapiirin ympäri pitää olla nolla. | ||
(Muutoin olisi mahdollista tehdä ikiliikkuja, jossa virtaa syntyy virtapiirissä.) | |||
(Muutoin olisi mahdollista tehdä ikiliikkuja, jossa | |||
virtapiirissä.) | |||
Tällä laillia on pieniä säätötarpeita kun virtapiiri on muuttuvassa | Tällä laillia on pieniä säätötarpeita kun virtapiiri on muuttuvassa | ||
| Rivi 56: | Rivi 53: | ||
saattaa indusoitua jännitettä, jos se on muuttuvassa magneettikentässä.) | saattaa indusoitua jännitettä, jos se on muuttuvassa magneettikentässä.) | ||
== | == Katso myös == | ||
* [[Analysis of resistive circuits]] | * [[Analysis of resistive circuits]] | ||
* [[Y-delta transform]] | * [[Y-delta transform]] | ||
== | == Ulkoisia linkkejä == | ||
* | * http://www.phys.ualberta.ca/~gingrich/phys395/notes/node10.html | ||
* http://www.sasked.gov.sk.ca/docs/physics/u3c13phy.html | * http://www.sasked.gov.sk.ca/docs/physics/u3c13phy.html | ||
* [http://en.wikipedia.org/wiki/Kirchhoff%27s_circuit_laws Kirchhoff's circuit laws] | |||
http://en.wikipedia.org/wiki/Kirchhoff%27s_circuit_laws | |||
Versio 22. marraskuuta 2004 kello 11.24
Kirchhoffin piirilait kertovat sähkövarauksen ja energian säilymisestä virtapiireissä.
Molemmat piirilait voidaan johtaa Maxwellin yhtälöistä, mutta Kirchhoff edelsi ajallisesti Maxwellia ja laajensi Ohmin töitä.
Kirchhoffin virtalaki
i1 + i4 = i2 + i3
Tämä laki tunnetaan myös nimillä: Kirchhoffin ensimmäinen laki, Kirchhoffin pistesääntö, Kirchhofin liitossääntö ja Kirchhoffin ensimmäinen sääntö.
Sähkövarauksen säilymisestä seuraa, että:
- Missä tahansa virtapiirin kohdassa jonka varaustiheys
ei muutu ajan suhteen, siihen pisteeseen saapuvien sähkövirtojen summa on yhtä suuri kuin siitä poistuvien sähkövirtojen summa.
Varaustiheyden ajallinen muutos merkitsisi nettovarauksen lisääntymistä tai vähenemistä, mitä yleensä ei voi tapahtua mitenkään merkittävässä määrin johtuen sähköstaattisten voimien suuruudesta. Varauksen kertymä aiheuttaisi poistovoimia jotka alentavat varaustiheyttä.
Varauksen kertymistä voi tapahtua kondensaattorissa, jossa varaus on tavallisesti jaetu laajalti kahden hieman toisistaan erossa pidetyn (eristeellä tai tyhjöllä) yhdensuuntaisen levyn väliin. Tässä tapauksessa yhteen levyyn saapuvien virtojen summa ei ole nolla, vaan varauksen kertymänopeuden mitta. Piirianalyysissä kondensaattoreita kohdellaan kuitenkin yksittäisinä komponentteina ja silloin ei tarvita siirtymävirtojen korjaustermejä kun kokonaisvaraus on aina nolla.
Jos ollaan oikein tarkkoja käytännön tekniikassa, kaikki johtimet muodostavat parasiittisiä (joskin _pieniä_) kondensaattoreita ympäristönsä kanssa. Tämä _saattaa_ aiheuttaa merkittäviä efektejä esim. piirikorteilla, kun noiden parasiittisten kondensaattoreiden kautta jokin iso signaali kytkeytyy suoraan herkkään vastaanottimeen.
Kirchhoffin jännitelaki
v1 + v2 + v3 + v4 = 0
Tämä laki tunnetaan myös nimillä: Kirchhoffin toinen laki, Kirchoffin silmukkasääntö ja Kirchhoffin toinen sääntö.
Energian häviämättömyyden periaatteesta seuraa:
- Järjestyksessä laskettu sähköpotentiaalierojen summa virtapiirin ympäri pitää olla nolla.
(Muutoin olisi mahdollista tehdä ikiliikkuja, jossa virtaa syntyy virtapiirissä.)
Tällä laillia on pieniä säätötarpeita kun virtapiiri on muuttuvassa magneettikentässä, jolloin virtapiirin sähkökenttä ei enää olekaan säilymälakien mielessä suljettu. (Eli yksinkertaiseen johtimeen saattaa indusoitua jännitettä, jos se on muuttuvassa magneettikentässä.)