以最簡單的形式,電子電路具有單個導(dǎo)電路徑。電子電路的教科書示例通常包括電池,電阻器和負(fù)載。簡單的電路很容易為初學(xué)者解釋基本的電氣理論。就電流而言,除了它流動的單導(dǎo)體外,沒有太多選擇。
在實(shí)際應(yīng)用中,電子電路更加復(fù)雜。一根導(dǎo)體將分裂成多個分支,然后沿路徑分裂成更多的跡線。但是,這些子電路最終在電源處合并為一個。
基爾霍夫的結(jié)定律與導(dǎo)體分支成多條路徑或不同路徑合并時電流的行為有關(guān)。路徑分離或合并的點(diǎn)稱為“節(jié)點(diǎn)”。
基爾霍夫交界定律。
根據(jù)基爾霍夫的結(jié)法則,進(jìn)入一個節(jié)點(diǎn)的總電流等于離開同一節(jié)點(diǎn)的總電流。它基于這樣的原理:電流在流經(jīng)閉合電路時不會遭受任何損失。該定律也被稱為基爾霍夫第一定律。
為什么基爾霍夫的連接規(guī)則很重要?
知道哪些走線攜帶更高的電流可以采取緩解措施。
基爾霍夫交界線法則指出電流流入等于電流流出。但是,真正的含義超出了簡單的公式。它與知道電路中的每個路徑在何處流過多少電流有關(guān)。
忽略基爾霍夫在PCB設(shè)計中的連接規(guī)則是一個錯誤,尤其是其中更詳細(xì)的部分。如果您假設(shè)每條路徑中的電流微不足道,那么您將承擔(dān)粗心和不必要的風(fēng)險。雖然電流確實(shí)最終增加了,但它會根據(jù)電阻較小的路徑進(jìn)行分配。
如果您的電路處理大功率組件,例如功率晶體管或LED陣列,則導(dǎo)致此類組件的電流會大得多。知道電流會在結(jié)處分流,并且有可能在多個路徑中流過大電流,這有助于通過使用足夠大的PCB走線來防止出現(xiàn)熱點(diǎn)。否則,您可能會遇到諸如PCB走線過熱和折斷之類的問題,因?yàn)樗鼈儫o法承受從節(jié)點(diǎn)流入的大電流。
當(dāng)您設(shè)計并聯(lián)使用多個電池時,基爾霍夫的結(jié)規(guī)則也將派上用場。該規(guī)則有助于確定假設(shè)每個電池均相等,則從每個電池獲得的電流量是多少。這些細(xì)節(jié)有助于確定所需的電池數(shù)量與每個電池的預(yù)計耐用性。
如何計算通過每個節(jié)點(diǎn)的電流?
如果您有一個如上所述的簡單電路,那么無需花費(fèi)太多精力就能確定流過每個節(jié)點(diǎn)的電流。將V = IR的歐姆定律應(yīng)用于已知的電池電壓值和電阻器就可以了。
但是,計算流經(jīng)復(fù)雜電路的精確電流將是一項艱巨的任務(wù)。花數(shù)小時(或數(shù)天)為每個裝有計算器的節(jié)點(diǎn)遍歷公式是不明智的。
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