搜索电路设计的奠基人
2017-03-24 by:CAE仿真在线 来源:互联网
在电子学领域有两位重量级的科学家
他们是电子学的奠基人
一个是乔治·西蒙·欧姆
欧姆定律的发明人
欧姆定律给出了电阻和电压、电流变化关系
另一个推动电子学继续向前发展的则是
吉斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫
基尔霍夫提出了稳恒电路网络中
电流、电压、电阻关系的两条电路定律
即著名的基尔霍夫电流定律(KCL)
和基尔霍夫电压定律(KVL)
解决了电器设计中电路方面的难题
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1824年3月12日基尔霍夫生于普鲁士的柯尼斯堡(今为俄罗斯加里宁格勒)。
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基尔霍夫在柯尼斯堡大学读物理。
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1845年,21岁时他发表了第一篇论文,即著名的基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)。
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1847年毕业后去柏林大学任教,3年后去布雷斯劳作临时教授。
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1850年,在柏林大学执教的基尔霍夫发表了他关于板的重要论文《弹性圆板的平衡与运动》(Ueber das Gleichgewicht und die elastischen Scheibe:Credles Journal,Bd.40,S.51-88)。这就是薄板直线法理论,这就是力学界著名的基尔霍夫薄板假设
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1854年由化学家本生推荐任海德堡大学教授。
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1859年,基尔霍夫做了用灯焰烧灼食盐的实验。在对这一实验现象的研究过程中,得出了关于热辐射的定律,后被称为基尔霍夫定律(Kirchoff's law)。
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1862年他又进一步得出绝对黑体的概念。他的热辐射定律和绝对黑体概念是开辟20世纪物理学新纪元的关键之一。1900年M.普朗克的量子论就发轫于此。
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在海德堡大学期间与化学家本生合作制成世界首个光谱仪。
世界上首个光谱仪就是这样的
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1875年到柏林大学作理论物理教授。
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基尔霍夫给出了惠更斯-菲涅耳原理的更严格的数学形式,对德国的理论物理学的发展有重大影响。著有《数学物理学讲义》4卷。
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基尔霍夫还讨论了电报信号沿圆形截面导线的扰动。
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1887 年10 月17日卒于柏林。
基尔霍夫在电路设计、热辐射、化学、光学和力学等方面都做出了突出的贡献。
基尔霍夫(左)与本生(右)
今天着重来讲下基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)。
基尔霍夫电压定律表明:
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沿着闭合回路所有元件两端的电势差(电压)的代数和等于零。
或者描述为:
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沿着闭合回路的所有电动势的代数和等于所有电压降的代数和。
以方程表达,对于电路的任意闭合回路有:
其中,m 是这闭合回路的元件数目,
vk 是元件两端的电压,可以是实数或复数。
基尔霍夫电压定律不仅应用于闭合回路,也可以把它推广应用于回路的部分电路。
例:
基尔霍夫电压方程写成:
-E1+E2=-I1R1+I2R2+I3R3-I4R4
基尔霍夫电流定律表明:
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所有进入某节点的电流的总和等于所有离开这节点的电流的总和。
或者,更详细描述为:
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假设进入某节点的电流为正值,离开这节点的电流为负值,则所有涉及这节点的电流的代数和等于零。
以方程表达,对于电路的任意节点满足:
其中,ik是第 k 个进入或离开这节点的电流,是流过与这节点相连接的第 k 个支路的电流,可以是实数或复数。
例:
基尔霍夫电压方程写成:
I1-I2-I3-I4=0
欧姆定和基基尔霍夫定律是我们进行电路设计的基础,在今后的电路设计中我们会经常的应用到。
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