搜索電路設計的奠基人
2017-03-24 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
在電子學領域有兩位重量級的科學家
他們是電子學的奠基人
一個是喬治·西蒙·歐姆
歐姆定律的發(fā)明人
歐姆定律給出了電阻和電壓、電流變化關系
另一個推動電子學繼續(xù)向前發(fā)展的則是
吉斯塔夫·羅伯特·基爾霍夫
基爾霍夫提出了穩(wěn)恒電路網(wǎng)絡中
電流、電壓、電阻關系的兩條電路定律
即著名的基爾霍夫電流定律(KCL)
和基爾霍夫電壓定律(KVL)
解決了電器設計中電路方面的難題
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1824年3月12日基爾霍夫生于普魯士的柯尼斯堡(今為俄羅斯加里寧格勒)。
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基爾霍夫在柯尼斯堡大學讀物理。
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1845年,21歲時他發(fā)表了第一篇論文,即著名的基爾霍夫電流定律(KCL)和基爾霍夫電壓定律(KVL)。
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1847年畢業(yè)后去柏林大學任教,3年后去布雷斯勞作臨時教授。
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1850年,在柏林大學執(zhí)教的基爾霍夫發(fā)表了他關于板的重要論文《彈性圓板的平衡與運動》(Ueber das Gleichgewicht und die elastischen Scheibe:Credles Journal,Bd.40,S.51-88)。這就是薄板直線法理論,這就是力學界著名的基爾霍夫薄板假設
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1854年由化學家本生推薦任海德堡大學教授。
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1859年,基爾霍夫做了用燈焰燒灼食鹽的實驗。在對這一實驗現(xiàn)象的研究過程中,得出了關于熱輻射的定律,后被稱為基爾霍夫定律(Kirchoff's law)。
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1862年他又進一步得出絕對黑體的概念。他的熱輻射定律和絕對黑體概念是開辟20世紀物理學新紀元的關鍵之一。1900年M.普朗克的量子論就發(fā)軔于此。
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在海德堡大學期間與化學家本生合作制成世界首個光譜儀。
世界上首個光譜儀就是這樣的
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1875年到柏林大學作理論物理教授。
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基爾霍夫給出了惠更斯-菲涅耳原理的更嚴格的數(shù)學形式,對德國的理論物理學的發(fā)展有重大影響。著有《數(shù)學物理學講義》4卷。
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基爾霍夫還討論了電報信號沿圓形截面導線的擾動。
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1887 年10 月17日卒于柏林。
基爾霍夫在電路設計、熱輻射、化學、光學和力學等方面都做出了突出的貢獻。
基爾霍夫(左)與本生(右)
今天著重來講下基爾霍夫電流定律(KCL)和基爾霍夫電壓定律(KVL)。
基爾霍夫電壓定律表明:
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沿著閉合回路所有元件兩端的電勢差(電壓)的代數(shù)和等于零。
或者描述為:
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沿著閉合回路的所有電動勢的代數(shù)和等于所有電壓降的代數(shù)和。
以方程表達,對于電路的任意閉合回路有:
其中,m 是這閉合回路的元件數(shù)目,
vk 是元件兩端的電壓,可以是實數(shù)或復數(shù)。
基爾霍夫電壓定律不僅應用于閉合回路,也可以把它推廣應用于回路的部分電路。
例:
基爾霍夫電壓方程寫成:
-E1+E2=-I1R1+I2R2+I3R3-I4R4
基爾霍夫電流定律表明:
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所有進入某節(jié)點的電流的總和等于所有離開這節(jié)點的電流的總和。
或者,更詳細描述為:
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假設進入某節(jié)點的電流為正值,離開這節(jié)點的電流為負值,則所有涉及這節(jié)點的電流的代數(shù)和等于零。
以方程表達,對于電路的任意節(jié)點滿足:
其中,ik是第 k 個進入或離開這節(jié)點的電流,是流過與這節(jié)點相連接的第 k 個支路的電流,可以是實數(shù)或復數(shù)。
例:
基爾霍夫電壓方程寫成:
I1-I2-I3-I4=0
歐姆定和基基爾霍夫定律是我們進行電路設計的基礎,在今后的電路設計中我們會經(jīng)常的應用到。
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