Verstaan Kirchhoff se Tweede Wet
Kirchhoff se Tweede Wet bepaal dat die som van die veranderinge in elektriese potensiaal rondom 'n geslote stroombaan nul is. Kirchhoff se Tweede Wet is gebaseer op die wet van energiebehoud, wat bepaal dat energie behoue bly.
Om dit beter te verstaan, verbeel jou 'n elektriese lading wat in 'n geslote stroombaan beweeg, soos in die figuur regs. Wanneer elektriese lading gaan deur 'n elektriese weerstand (R), neem die elektriese potensiële energie af omdat dit in die weerstand opgebruik word. As die elektriese lading deur 'n ander elektriese weerstand gaan, neem die elektriese potensiële energie weer af omdat dit weer in daardie weerstand opgebruik word. Verder, wanneer die elektriese lading deur 'n elektriese spanningsbron van lae potensiaal na hoë potensiaal gaan, neem die elektriese potensiële energie toe. Wanneer dit na sy oorspronklike punt terugkeer, elektriese potensiële energie dieselfde as voorheen, waar die verandering in elektriese potensiële energie nul is. Wanneer Kirchhoff se tweede wet op 'n elektriese stroombaan toegepas word, gebruik ons die verandering in elektriese spanning, nie die verandering in elektriese potensiële energie nie.
'n Kring soos die een in die prentjie hierbo kan geanaliseer word deur gebruik te maak van Ohm se wet (V = IR) en die formule reeksweerstand atau parallelle weerstandMeer komplekse stroombane soos die beeld hieronder kan geanaliseer word deur gebruik te maak van Kirchhoff se eerste wet Dan Kirchhoff se tweede wet.
Hier is 'n paar tekenreëls wanneer Kirchhoff se tweede wet gebruik word om 'n stroombaan te analiseer.
Eerstens, kies die stroomrigting willekeurig, of dit kloksgewys of antikloksgewys is. As die antwoord negatief is, is die werklike stroomrigting teenoor die gekose rigting. As die antwoord positief is, is die werklike stroomrigting dieselfde as die gekose rigting.
Tweedens, wanneer 'n elektriese spanningsbron van hoë potensiaal na lae potensiaal (+ na -) beweeg, is daar 'n afname in elektriese spanning sodat die elektriese spanning 'n negatiewe waarde het (ΔV = –εOmgekeerd, as dit van lae potensiaal na hoë potensiaal (- na +) beweeg, is daar 'n toename in elektriese spanning sodat die elektriese spanning 'n positiewe waarde het (ΔV = ε).
Derde, wanneer dit deur elektriese weerstand gaan, as die lus in dieselfde rigting as die elektriese stroom is, is die elektriese spanning negatief (ΔV = – IR). Omgekeerd, as die lus in die teenoorgestelde rigting as die elektriese stroom is, is die elektriese spanning positief (ΔV = IR).
Voorbeeldvraag 1:
R1 = 200 Ω en R2 = 300 Ω. ε = 12 Volt. Bereken die elektriese stroom wat in die stroombaan vloei met behulp van Kirchhoff se tweede wet!
Bespreking
Die rigting van die stroom is kloksgewys.
– IR1 – IR2 + ε = 0
– 200 I – 300 I + 12 = 0.
– 500 I + 12 = 0
– 500 I = – 12
I = 12 / 500
I = 0,024 Ampère
Indien bereken met behulp van Ohm se wet en die reeksweerstandkombinasieformule:
R=R1 + R2 = 200 + 300 = 500 O.
Ohm se wetformule:
V = IR
I = V / R = 12 / 500 = 0,024 Ampère.
Voorbeeldvraag 2:
R1 = 100 Ω, R2 = 200 Ω, R3 = 300 Ω, ε1 = 9 Volt, ε2 = 12 Volt. Bereken die grootte en rigting van die elektriese stroom in die stroombaan!
Bespreking
Kies die rigting van die elektriese stroom en die rigting van die lus is dieselfde as die rigting van die kloksgewyse rotasie.
– IR1 – IR2 - ε1 – IR3 + ε2 = 0
– 100 I – 200 I – 9 – 300 I + 12 = 0
– 100 I – 200 I – 300 I + 3 = 0
– 600 I + 3 = 0
– 600 I = – 3
I = 3 / 600
I = 0,005 Ampère
Die elektriese stroom het 'n positiewe waarde, dus is die rigting daarvan dieselfde as die gekose rigting.
In hierdie probleem is daar slegs een lus, op voorbeeld van Kirchhoff se wet Daar is stroombane wat verskeie lusse het, so die berekeninge gebruik ook Kirchhoff se eerste wet en daar is 'n moontlikheid dat die rigting van die lus teenoorgesteld is aan die rigting van die elektriese stroom.
