Второто правило на Кирхоф гласи, че промяната в електрическия потенциал по окръжността на затворена верига е нула. Второто правило на Кирхоф се основава на закона за запазване на енергията, който гласи, че енергията е вечна.
За да разберем по-добре това, представете си електрическия заряд, движещ се в затворена верига, както е показано на фигурата. Когато електрически заряд преминава през електрическо съпротивление (R), на електрическа потенциална енергия се намалява, защото се използва върху тези съпротивления. Ако електрическият заряд преминава през друго електрическо съпротивление, електрическата потенциална енергия намалява отново, защото се използва отново върху съпротивлението. Освен това, когато електрическият заряд преминава през източника на напрежение от нисък към висок потенциал, електрическата потенциална енергия се увеличава. Когато се върне в първоначалната си точка, електрическата потенциална енергия е същата като преди, където промяната в електрическата потенциална енергия е нула. При прилагане КирхофВторото правило за електрическа верига е, че използваме промяната в електрическото напрежение, а не промяната в електрическата потенциална енергия.
Веригата, показана на фигурата по-горе, може да бъде анализирана с помощта на закона на Ом (V = IR) и уравнението за последователно или паралелно съпротивление. По-сложни вериги, като тези на фигурата, могат да бъдат анализирани с помощта на първото и второто правило на Кирхоф.
Ето някои важни правила при използване на второто правило на Кирхоф за анализ на верига.
Първо , изберете посоката на тока, по часовниковата стрелка или обратно на часовниковата стрелка. Ако отговорът е отрицателен, действителната посока на електрическия ток е в посоката на определения ток. Ако отговорът е положителен, действителната посока на електрическия ток е същата като посоката на избрания ток.
Второ , при преминаване през източник на напрежение от висок към нисък потенциал (към -), има намаляване на електрическото напрежение, така че напрежението е отрицателно (ΔV = -ε). Обратно, ако се премести от нисък към висок потенциал (- към), има увеличение на електрическото напрежение, така че напрежението е положително (ΔV = ε).
Трето , когато преминава през електрическо съпротивление, ако контурът е по посока на електрическия ток, напрежението е отрицателно (V = –IR). Обратно, ако посоката на контура е обратна на посоката на електрическия ток, електрическото напрежение е положително (ΔV = IR).
Примерна задача 1:
R1 = 200 Ω и R2 = 300 Ω. ε = 12 волта. Изчислете електрическия ток, протичащ във веригата, като използвате КирхофВторото правило!
Решение:
Посоката на часовниковата стрелка.
– IR1 – IR2 + ε = 0
– 200 I – 300 I + 12 = 0.
– 500 I + 12 = 0
– 500 I = – 12
I = 1 000 000 / 500
I = 0.024 А
Ако се изчисли по закона на Ом и формулата за комбинацията от резистори, свързани последователно:
R = R1 + R2 = 200 + 300 = 500 Ω.
Уравнение на закона на Ом:
V = IR
I = V / R = 12 / 500 = 0.024 А.
Примерна задача 2:
R1 = 100 Ω, R2 = 200 Ω, R3 = 300 Ω, ε1 = 9 волта, ε2 = 12 волта. Изчислете големината и посоката на електрическия ток във веригата!
Решение:
Изберете посоката на електрическия ток и посоката на контура е същата като посоката на часовниковата стрелка.
– IR 1 – IR 2 – ε 1 – IR 3 + ε 2 = 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 = 1 000 000 / 600
I = 0.005 А
Електрическият ток е положителен, така че посоката му е същата като избраната посока.
