Segunda regra de Kirchhoff

A segunda regra de Kirchhoff afirma que a variación do potencial eléctrico na circunferencia dun circuíto pechado é cero. A segunda regra de Kirchhoff baséase na lei da conservación da enerxía, que afirma que a enerxía é eterna.

Para comprender isto mellor, imaxina a carga eléctrica movéndose nun circuíto pechado, como na figura. Cando unha carga eléctrica pasa a través dun resistencia eléctrica (R), o/a enerxía potencial eléctrica redúcese porque se usa nestas resistencias. Se a carga eléctrica pasa por outra resistencia eléctrica, a enerxía potencial eléctrica volve diminuír porque se usa de novo na resistencia. Ademais, cando a carga eléctrica pasa pola fonte de tensión dun potencial baixo a un potencial alto, a enerxía potencial eléctrica aumenta. Cando volve ao seu punto orixinal, a enerxía potencial eléctrica é a mesma que antes, onde o cambio na enerxía potencial eléctrica é cero. Ao aplicar KirchhoffSegundo a regra de , para un circuíto eléctrico, usamos o cambio na tensión eléctrica, non o cambio na enerxía potencial eléctrica.

O circuíto como na figura anterior pódese analizar usando a lei de Ohm (V = IR) e a ecuación para a resistencia en serie ou a resistencia en paralelo. Os circuítos máis complexos como os da figura pódense analizar usando a primeira regra de Kirchhoff e a segunda regra de Kirchhoff.

Aquí tes algunhas regras importantes ao usar a segunda regra de Kirchhoff para analizar un circuíto.

Primeiro , escolle a dirección da corrente, xa sexa no sentido horario ou antihorario. Se a resposta é negativa, a dirección real da corrente eléctrica é a dirección da corrente decidida. Se a resposta é positiva, a dirección real da corrente eléctrica é a mesma que a dirección da corrente seleccionada.

En segundo lugar , ao pasar por unha fonte de tensión dun potencial alto a un potencial baixo (a -), hai unha diminución da tensión eléctrica de xeito que a tensión é negativa (ΔV = -ε). Pola contra, se pasa dun potencial baixo a un potencial alto (- a -), hai un aumento da tensión eléctrica de xeito que a tensión é positiva (ΔV = ε).

En terceiro lugar , cando pasa por unha resistencia eléctrica, se o bucle está na dirección da corrente eléctrica, a tensión é negativa (V = –IR). Pola contra, se a dirección do bucle é oposta á dirección da corrente eléctrica, a tensión eléctrica é positiva (ΔV = IR).

Problema de exemplo 1:

R₁ = 200 Ω e R₂ = 300 Ω. ε = 12 voltios. Calcula a corrente eléctrica que flúe no circuíto usando KirchhoffSegunda regra!

Solución:

A dirección do sentido das agullas do reloxo.

– IR1 _– IR2 ₊ ε = 0

– 200 I – 300 I + 12 = 0.

– 500 I + 12 = 0

– 500 I = – 12

I = 12/500

I = 0.024 A

Se se calcula usando a lei de Ohm e a fórmula para a combinación de resistencias en serie:

R = R1 ₊ R2 ₌ 200 + 300 = 500 Ω.

Ecuación da lei de Ohm:

V = IR

I = V / R = 12 / 500 = 0.024 A.

Problema de exemplo 2:

R1 = 100 Ω, R2 ₌ 200 Ω, R3 ₌ 300 Ω, ε1 ₌ 9 voltios, ε2 _{= 12 voltios. Calcula a magnitude e a} dirección da corrente eléctrica no circuíto!

Solución:

Selecciona a dirección da corrente eléctrica e a dirección do bucle é a mesma que a dirección no sentido das agullas do reloxo.

– 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 = 3/600

I = 0.005 A

A corrente eléctrica é positiva, de xeito que a dirección é a mesma que a dirección escollida.