Ero sivun ”Kirchhoffin piirilait” versioiden välillä
>Oh2mqk p (lisää suomentamista ja lyhentämistä) |
>Oh2mqk p (turhia linkkejä pois..) |
||
| (3 välissä olevaa versiota samalta käyttäjältä ei näytetä) | |||
| 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 == | ||
[[Kuva:Kirchoffin-virtalaki.png|thumb|right|''i''<sub>1</sub> + ''i''<sub>4</sub> = ''i''<sub>2</sub> + ''i''<sub>3</sub>]] | |||
Tämä laki tunnetaan myös nimillä: '''Kirchhoffin ensimmäinen laki''', '''Kirchhoffin pistesääntö''', '''Kirchhofin liitossääntö''' ja '''Kirchhoffin ensimmäinen sääntö'''. | |||
Tämä laki tunnetaan myös nimillä: '''Kirchhoffin ensimmäinen laki''', '''Kirchhoffin pistesääntö''', ''' | |||
Sähkövarauksen säilymisestä seuraa, että: | Sähkövarauksen säilymisestä seuraa, että: | ||
:Missä tahansa [[virtapiiri|virtapiirin]] kohdassa jonka varaustiheys | :Missä tahansa [[virtapiiri|virtapiirin]] kohdassa jonka varaustiheys ei muutu ajan suhteen, siihen pisteeseen saapuvien sähkövirtojen summa on yhtä suuri kuin siitä poistuvien sähkövirtojen summa. | ||
ei muutu ajan suhteen, siihen pisteeseen saapuvien sähkövirtojen summa | |||
on yhtä suuri kuin siitä poistuvien sähkövirtojen summa. | |||
Varaustiheyden ajallinen muutos merkitsisi nettovarauksen lisääntymistä | Varaustiheyden ajallinen muutos merkitsisi nettovarauksen lisääntymistä | ||
| Rivi 34: | Rivi 31: | ||
kokonaisvaraus on aina nolla. | kokonaisvaraus on aina nolla. | ||
Käytännön tekniikassa, kaikki johtimet muodostavat parasiittisiä (joskin <u>pieniä</u>) | |||
muodostavat parasiittisiä (joskin | kondensaattoreita ja keloja ympäristönsä kanssa. | ||
ympäristönsä kanssa. | Tästä saattaa aiheutua merkittäviä seikkoja korkeampien taajuuksien systeemeissä, | ||
esim. | kun tuollainen korkea taajuus kytkeytyy parasiittisten kondensaattorien/kelojen | ||
kautta jonnekin minne sen ei pitäisi -- esim. oskillaattori vuotaa väärään paikkaan. | |||
Kirchhoff pätee edelleen, kunhan myös kaikki [[parasiittinen komponentti|parasiittiset komponentit]] | |||
otetaan huommioon. | |||
== Kirchhoffin jännitelaki == | == Kirchhoffin jännitelaki == | ||
[[Kuva:Kirchoffin-jannitelaki.png|thumb|right|v<sub>1</sub>+v<sub>2</sub>+v<sub>3</sub>+v<sub>4</sub>=0]] | |||
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 | ||
magneettikentässä, jolloin virtapiirin sähkökenttä ei enää olekaan | magneettikentässä, jolloin virtapiirin sähkökenttä ei enää olekaan | ||
säilymälakien mielessä suljettu. (Eli yksinkertaiseen johtimeen | säilymälakien mielessä suljettu. (Eli yksinkertaiseen johtimeen | ||
saattaa indusoitua jännitettä, jos se on muuttuvassa magneettikentässä.) | saattaa indusoitua jännitettä, jos se on muuttuvassa magneettikentässä; | ||
parasiittinen käämi...) | |||
== 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 | |||
Nykyinen versio 1. joulukuuta 2004 kello 02.28
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
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.
Käytännön tekniikassa, kaikki johtimet muodostavat parasiittisiä (joskin pieniä) kondensaattoreita ja keloja ympäristönsä kanssa. Tästä saattaa aiheutua merkittäviä seikkoja korkeampien taajuuksien systeemeissä, kun tuollainen korkea taajuus kytkeytyy parasiittisten kondensaattorien/kelojen kautta jonnekin minne sen ei pitäisi -- esim. oskillaattori vuotaa väärään paikkaan.
Kirchhoff pätee edelleen, kunhan myös kaikki parasiittiset komponentit otetaan huommioon.
Kirchhoffin jännitelaki
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; parasiittinen käämi...)