オームの法則を知らずに電子機器に非常に遠く離れてもらうのは難しいです。 [Georg OHM]の後に名前が付けられたリニア回路の電流と電圧関係について説明します。しかし、オームの法律が得られるほど尊敬を得ないほど、もっと基本的なものでさえも2つの法律があります。それらはKirchhoffの法律です。
簡単に言えば、Kirchhoffの法律はエネルギーの保全の表現です。 Kirchhoffの現在の法律（KCL）は、単一点（ノード）に入る電流がそれから外出された現在の量の現在の電流を持つ必要があると述べています。あなたがはるかに数学的であるならば、あなたは現在の出入りのために現在の出入りが現在の進行に比べて否定的な兆候を持つので、現在の進行中の現在の出来上がりと現在の出来上がりの合計は常にゼロになると言うことができます。
シリーズ回路の現在の電流が常に同じですね。例えば、電池、LED、および抵抗、LEDおよび抵抗を有する回路では、それらの中で同じ電流を有する。それはKCLです。抵抗器に入る電流は、それが起こり、LEDの中への電流と同じになる。
これは、2本以上のワイヤが1点に入ると、ほとんど興味深いです。例えば、バッテリが3つの顕著な同一の電球を駆動すると、各電球は全電流の3分の1を得ます。バッテリのワイヤが3つの電球へのリードと接合するノードはノードです。今回の現在の現在の現在の現在の現在の現在の出来上がりに等しい必要があります。電球が同一ではなくても、合計は依然として等しくなります。そのため、3つの値がわかっている場合は、4番目の値を計算できます。
自分で遊びたい場合は、以下の回路をシミュレートすることができます。
電池からの電流は電池に入る電流と同じです。左端の2つの抵抗器がそれらを通して同じ電流を持ちます（1.56 mA）。シミュレータの丸め誤誤差では、分割の各分岐には合計のシェアがあります（底脚には3Kの全抵抗があり、したがって電流が少ない）。
Kirchhoffの電圧法（KVL）は、ループの周囲の電圧がゼロに合計する必要があると述べています。簡単な例を取ります。 12V電池はそれを横切って12Vの電球を持っています。電球を横切って電圧はいくらですか？ 12V同一の電球がある場合、それらは各電球で12Vを見ています。
この回路をシミュレートして効果を確認できます。 2つの電球を持つループはそれを横切って12Vを持ち、各電球は同じです。右側のパスには異なる電圧がありますが、それらはまだ12までを追加する必要があります。
それ自体によって、KVLはそれほど役に立たないだろうが、重ね合わせとして知られている原理がある。それはあなたが複雑な回路をピースに分割して各部分を見ることができると言うことの均一な方法です、そして結果を戻して最良の答えを得ることができる。
分析
これら2つの法律を使用して、複雑な複合機に関係なく、KCLの節値分析（KCL用）またはMesh分析を使用して回路を分析できます。唯一の問題はあなたがたくさんの方程式で巻き込まれ、連立方程式のシステムとしてそれらを解決する必要があるかもしれません。幸いなことに、コンピュータはそれが本当に良好であり、回路分析ソフトウェアはしばしばこれらの技術のうちの1つを使って答えを見つけることがよくあります。
この回路を検討してください。
V1とV2がゲートからベストアウトしているため、これは実際には簡単すぎる（V2はグランドに接続されているため）。さらに、人間はR2とR3の等価物を計算することを知っていますが、特にコンピュータにはるかに複雑な回路では明らかではないかもしれません。
VXというラベルの付いたノードには3つの電流があります。 I1はバッテリを通る電流であり、R1は流れる。I2はR2を流れる電流であり、I3はR3を流れる電流である。 3つの電流すべての方程式を簡単に書き込むことができます。
I1 =（VX-V1）/ R1
I2 =（VX-V2）/ R2
I3 =（VX-V2）/ R3
もちろん、VX以外のすべてのすべての値を知っています。
i1 =（Vx-5）/ 300.
I2 = VX / R2
I3 = VX / R3
上の最初の行は、I1がノードVXに流れ込み、他のものが流れ出ているため、「後方」であることに注意してください。これに対処するために選択できる方法はいくつかあります。ここでKCLを使用していることを知っています.I1 + I2 + I3 = 0あなたは私のすべてのiを式に置き換えることができます：
（VX-5）/ 300 + VX / 500 + VX / 100 = 0
（5VX + 3VX + 15VX）/ 1500 = 5/300
23vx / 1500 = 5/300
23vx = 1500（5/300）
VX = 25/23 = 1.09V（約）
上記の2行目の場合、300,500、および100の最小公倍倍数は1500であり、VX用語だけを取得するために5/300を両側に追加します。 4行目では、両側を1500回掛けて解決策に到着します。
シミュレーションを見ると、Vxが1.09Vであることがわかります。これで、値を差し込むだけで、方程式に戻ってi1、i2、およびi3を取得できます。もちろん、本当の問題はツーリエになり、通常は解決しなければならない方程式のシステムで巻きます。
あなたが本当に高い数学を追求したいのなら、あなたは下記の節核分析に関するKhan Academyビデオを喜ばせるかもしれません。彼らは悪い電流の考えを明示的に扱うことに注意してください。あなたが私たちの例で彼らの数学を使いたいのなら、i2とi3は明示的に否定的であり、i1はVX-5の代わりに5-VXから派生しました。それからあなたは-23vx = -25で巻き上げて、最後に同じ結果を得ます。それが数学のものです。
KCLおよびKVLを使用してこの種の系統的分析を行うための逆の方法は、メッシュ分析です。そこには重ね合わせと連立方程式を使用します。しかし心配しないでください – それが聞こえるかもしれないほど難しくありません。それに入るのではなく、あなたは件名の別のカーンアカデミービデオを見ることができます。それらの代数スキルからほこりを散布してください。
歴史
[Gustav Kirchhoff]は1845年にこれをすべて働いていたドイツの物理学者でした。実際には、[オーム]が最初ではなかった、彼はそれについて話す最初のものでした。 [ヘンリーキャベンディッシュ] 1781年のOHMの法律は、Leyden Jars（Big Compacitors）と電流計としての自分の体を使ってオームの法則を考え出した。彼は自分の体を持つ回路を完成させ、彼が受け取った衝撃の量だけ現在の流れを判断します。今それは献身です。 [OHM]がより良い実験的な設定をしていました – 私たちが知っている限りです – もちろん衝撃的なものはありませんでした。
あなたは彼の発見のためにうまく尊敬されていたと思うかもしれませんが、それはそうではありませんでした。設立は彼の発見に非常に怒っていました。サイエンティフィッククリティケの1つのドイツの年鑑がそれを「裸の空想のウェブ」と表示された。ドイツ教育大臣はそれを「ヘリサイ」と呼んだ。それはバーローの法則（1825年に[Peter Barlow]によって示唆されている）に反対していました。これは、電流がワイヤの直径とその長さに関連していたと述べた。
実際には、[バーロー]は完全に間違っていませんでした。彼は定電圧を使用し、電圧源が内部抵抗を有することを理解していなかった（[OHM]）。実際、実際には、より安定した出力と予測可能な低い低い内部抵抗があったため、電池から熱電対に切り替えます。
今日想像するのは難しいですが、それでは、それ以外の実験と法律がたくさんありました – それ以外は正しい、明らかに正しいです。多くの場合、私たちが仕事に関連付けられている人は、最初に最初のものではありませんでした。もう1つの例はホイートストーンブリッジです。 [Sir Charles Wheatstone]は有名にしましたが、実際には[サミュエル・クリスティー）のブレインチャイルドでした。
と？
何らかの理由で、誰もがオームの法律を知っていますが、あなたは貧弱な古い[Gustav]について多く聞きません。あなたが電気工学階級を取るならば、これらの法律はあなたが学ぶ最初のものの中にあります。特にコンピュータシミュレーションのこの日には、毎日それを使用しないかもしれません。しかし、このような分析を理解することはあなたが電子機器の直感的な理解を開発するのに役立ちます。
ちなみに、この投稿のシミュレーションは、以前にカバーしたFalstadシミュレータを使用しています。シミュレータを使用しているだけで答えを使用するのが一般的ですが、仕事をチェックすることも有用です。上記の式は、例えば、徴候を混在させることや別の間違いをするのが簡単であろう。答えがシミュレータと一致しない場合は、おそらく間違いを犯しました。確かに、シミュレータからの価値を読むことができますが、それはあなたが数学の意志を通して働く直感を開発させません。
