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基尔霍夫定律:奠定电压、电流和光谱学EE基础

2021年1月27日通过金柏Wymore

虽然大多数EE熟悉Kirchhoff的电流和电压定律,但Kirchoff的研究可能对现代电路分析的影响更深,甚至是量子力学 - 甚至比某些人可能会实现。

要想了解电路的未来发展方向,就必须了解电路的基础是如何奠定的。对电气工程基础的一个主要贡献者是古斯塔夫·基尔霍夫和他的电路和光谱学定律。这些法律为未来的学者和工程师奠定了基石,引领我们走向今天所拥有的技术。

古斯塔夫·基尔霍夫的肖像

古斯塔夫·基尔霍夫的肖像。图片使用的礼貌国会图书馆

Kirchhoff是一位德国物理学家,帮助开发了电路的基本原理,即与电流,电压和抵抗有关的原则。Kirchhoff参加了东普鲁士(现为加里宁格勒,俄罗斯)的艾伯塔斯大学。

在那里,他被Franz Ernst Neumann.他是德国物理学家和数学家。受他教授研究的启发电磁感应,Kirchhoff.还是学生的时候就创立了他的电路法则在1845年,它详细阐述了Georg欧姆的工作

现行法律或联盟规则

以下是Kirchhoff目前的法律(KCL)的基本定义:


在任何电网中,离开一个节点的所有电流之和总是等于零。

基尔霍夫电流定律和方程。感谢使用截图rectionorguide.com.

基尔霍夫电流定律当电流流入一个结时,被认为是正(+)的状态。分别认为流出结的电流为负(-)。这些极性是必要的,因为流入的电流必须等于流出的电流。

电压定律或回路定律

Kirchhoff的电压法(KVL)如下:

在一个闭环中,所有元件的电压上升和下降之和等于零。

Kirchhoff的电压法和方程。感谢使用截图rectionorguide.com.

基尔霍夫电压定律表示当电压通过回路时,回路末端的电压之和应该等于启动电压,即0。这个结果是必要的,因为一个点不可能有两个不同的电压。

光谱学定律:与罗伯特·本生合作

1851年,基尔霍夫见面并成为朋友罗伯特·芬森这让他搬到了德国海德堡大学(University of Heidelberg),成为一名物理学教授。有了本生,基尔霍夫不仅在电学上有了进步,在化学上也有了进步。他们致力于开发一种被称为基尔霍夫的方法光谱学三定律

Kirchhoff的三种光谱定律是:

  1. 将热固体,液体或气体放置在高压下,产生具有连续光谱的光。
  2. 连续光谱上的物体是在压力下通过冷却气体观察的,从而产生吸收谱线。
  3. 在低压下放置的热气体在排放线谱上产生光线

基尔霍夫的光谱学三定律

基尔霍夫的光谱学三定律。图片由宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学

这三项法律有助于解释太阳的光谱,并导致进一步研究热辐射。通过这个实验,Kirchhoff和Bunsen发现了两个元素:铯和铷。

基尔霍夫定律的创新

有了Gustav Kirchhoff的发现,许多工程师目前利用和受益的起点、灵感和创新都能够取得成果。以下是基尔霍夫定律的一些好处:

  • Kirchhoff的光谱定律有助于詹姆斯·克拉克·麦克斯韦了解光线是电磁现象,并进一步研究了电力和磁性的研究。
  • Kirchhoff的工作在创造中成为基础量子力学,这对小型化技术至关重要。
  • Kirchoff的电路定律已经成为所有电气工程师的基本组成部分,从而为工程师提供了改进和开发新技术的资源。


电子领域的现代研发团队是站在古斯塔夫·基尔霍夫(Gustav Kirchhoff)这样的学雷竞技最新app者的肩膀上继续前进的。你喜欢我们接下来要报道的历史工程师或物理学家的作品吗?在下面的评论中分享你的建议吧。

1评论
  • K
    Kc9lgs. 2021年1月31日

    你可能想要查一下吸收光谱,它揭示了宇宙对生命的恒定至关重要在所有的星系中并不是一致的。
    请参阅Anton Petrov的YouTube视频关于细结构常量。

    喜欢。 回复