Deall Ail Gyfraith Kirchhoff
Mae Ail Gyfraith Kirchhoff yn nodi bod swm y newidiadau mewn potensial trydanol o amgylch cylched gaeedig yn sero. Mae Ail Gyfraith Kirchhoff yn seiliedig ar gyfraith cadwraeth ynni, sy'n nodi bod ynni'n cael ei gadw.
I ddeall hyn yn well, dychmygwch wefr drydanol yn symud mewn cylched gaeedig, fel yn y ffigur i'r dde. Pan gwefr drydanol mynd trwy gwrthiant trydanol (R), mae'r egni potensial trydanol yn lleihau oherwydd ei fod yn cael ei ddefnyddio yn y gwrthiant. Os yw'r gwefr drydanol yn mynd trwy wrthiant trydanol arall, mae'r egni potensial trydanol yn lleihau eto oherwydd ei fod yn cael ei ddefnyddio eto yn y gwrthiant hwnnw. Ar ben hynny, pan fydd y gwefr drydanol yn mynd trwy ffynhonnell foltedd trydanol o botensial isel i botensial uchel, mae'r egni potensial trydanol yn cynyddu. Pan fydd yn dychwelyd i'w bwynt gwreiddiol, ynni potensial trydanol yr un fath ag o'r blaen, lle mae'r newid mewn egni potensial trydanol yn sero. Wrth gymhwyso ail gyfraith Kirchhoff i gylched drydanol, rydym yn defnyddio'r newid mewn foltedd trydanol, nid y newid mewn egni potensial trydanol.
Gellir dadansoddi cylched fel yr un yn y llun uchod gan ddefnyddio Cyfraith Ohm (V = IR) a'r fformiwla gwrthiant cyfres atau gwrthiant cyfochrogGellir dadansoddi cylchedau mwy cymhleth fel y ddelwedd isod gan ddefnyddio Cyfraith gyntaf Kirchhoff Dan Ail gyfraith Kirchhoff.
Dyma rai rheolau arwyddion wrth ddefnyddio ail gyfraith Kirchhoff i ddadansoddi cylched.
Yn gyntaf, dewiswch gyfeiriad y cerrynt ar hap, boed yn glocwedd neu'n wrthglocwedd. Os yw'r ateb yn negyddol, mae cyfeiriad gwirioneddol y cerrynt trydanol yn groes i'r cyfeiriad a ddewiswyd. Os yw'r ateb yn bositif, mae cyfeiriad gwirioneddol y cerrynt trydanol yr un fath â'r cyfeiriad a ddewiswyd.
Ail, wrth basio trwy ffynhonnell foltedd trydan o botensial uchel i botensial isel (+ i -), mae gostyngiad yn y foltedd trydan fel bod gan y foltedd trydan werth negyddol (ΔV = –ε). I'r gwrthwyneb, os yw'n symud o botensial isel i botensial uchel (- i +), mae cynnydd yn y foltedd trydanol fel bod gan y foltedd trydanol werth positif (ΔV= ε).
Trydydd, wrth basio trwy wrthiant trydanol, os yw'r ddolen yn yr un cyfeiriad â'r cerrynt trydanol, mae'r foltedd trydanol yn negatif (ΔV = – IR). I'r gwrthwyneb, os yw'r ddolen yn y cyfeiriad gyferbyn â'r cerrynt trydanol, mae'r foltedd trydanol yn bositif (ΔV = IR).
Cwestiwn enghreifftiol 1:
R1 = 200 Ω ac R2 = 300 Ω. ε = 12 Folt. Cyfrifwch y cerrynt trydan sy'n llifo yn y gylched gan ddefnyddio ail gyfraith Kirchhoff!
Trafodaeth
Cyfeiriad y cerrynt yw clocwedd.
– IR1 – IR2 + ε = 0
– 200 I – 300 I + 12 = 0.
– 500 I + 12 = 0
– 500 I = – 12
I = 12 / 500
I = 0,024 Ampere
Os caiff ei gyfrifo gan ddefnyddio cyfraith Ohm a'r fformiwla cyfuniad gwrthydd cyfres:
R = R1 + R2 = 200 + 300 = 500 O.
Fformiwla cyfraith Ohm:
V = IR
I = V / R = 12 / 500 = 0,024 Ampere.
Cwestiwn enghreifftiol 2:
R1 = 100 Ω, R2 = 200 Ω, R3 = 300 Ω, ε1 = 9 Folt, ε2 = 12 Folt. Cyfrifwch faint a chyfeiriad y cerrynt trydan yn y gylched!
Trafodaeth
Dewiswch gyfeiriad y cerrynt trydanol ac mae cyfeiriad y ddolen yr un fath â chyfeiriad y cylchdro clocwedd.
– 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 Ampere
Mae gan y cerrynt trydan werth positif felly mae ei gyfeiriad yr un fath â'r cyfeiriad a ddewiswyd.
Yn y broblem hon dim ond un ddolen sydd, ar enghraifft o gyfraith Kirchhoff Mae cylchedau sydd â sawl dolen felly mae'r cyfrifiadau hefyd yn defnyddio cyfraith gyntaf Kirchhoff ac mae posibilrwydd bod cyfeiriad y ddolen yn groes i gyfeiriad y cerrynt trydanol.
