Կիրխհոֆի երկրորդ օրենքը

Կիրխհոֆի երկրորդ օրենքի հասկացումը

Կիրխհոֆի երկրորդ օրենքը նշում է, որ փակ շղթայի շուրջ էլեկտրական պոտենցիալի փոփոխությունների գումարը զրո է։ Կիրխհոֆի երկրորդ օրենքը հիմնված է էներգիայի պահպանման օրենքի վրա, որը նշում է, որ էներգիան պահպանվում է։

Սա ավելի լավ հասկանալու համար պատկերացրեք փակ շղթայում շարժվող էլեկտրական լիցք, ինչպես ցույց է տրված աջ կողմում գտնվող նկարում։ Երբ էլեկտրական լիցք անցնել մի էլեկտրական դիմադրություն (R), էլեկտրական պոտենցիալ էներգիան նվազում է, քանի որ այն օգտագործվում է դիմադրության մեջ։ Եթե էլեկտրական լիցքը անցնում է մեկ այլ էլեկտրական դիմադրության միջով, էլեկտրական պոտենցիալ էներգիան կրկին նվազում է, քանի որ այն կրկին օգտագործվում է այդ դիմադրության մեջ։ Ավելին, երբ էլեկտրական լիցքը անցնում է էլեկտրական լարման աղբյուրի միջով ցածր պոտենցիալից դեպի բարձր պոտենցիալ, էլեկտրական պոտենցիալ էներգիան մեծանում է։ Երբ այն վերադառնում է իր սկզբնական կետին, էլեկտրական պոտենցիալ էներգիա նույնը, ինչ նախկինում, որտեղ էլեկտրական պոտենցիալ էներգիայի փոփոխությունը զրո է։ Կիրխհոֆի երկրորդ օրենքը էլեկտրական շղթայի վրա կիրառելիս մենք օգտագործում ենք էլեկտրական լարման փոփոխությունը, այլ ոչ թե էլեկտրական պոտենցիալ էներգիայի փոփոխությունը։

Վերևում նկարում պատկերվածի նման սխեման կարելի է վերլուծել՝ օգտագործելով Օմի օրենքը (V = IR) և բանաձևը շարքային դիմադրություն կամ զուգահեռ դիմադրությունԱվելի բարդ սխեմաները, ինչպիսիք են ստորև ներկայացված պատկերը, կարող են վերլուծվել՝ օգտագործելով Կիրխհոֆի առաջին օրենքը Dan Կիրխհոֆի երկրորդ օրենքը.

Ահա մի քանի նշանների կանոններ, երբ Կիրխհոֆի երկրորդ օրենքն օգտագործվում է սխեման վերլուծելու համար։

Առաջին, պատահականորեն ընտրեք հոսանքի ուղղությունը՝ ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ, թե՝ հակառակը։ Եթե պատասխանը բացասական է, ապա էլեկտրական հոսանքի իրական ուղղությունը հակառակ է ընտրված ուղղությանը։ Եթե պատասխանը դրական է, ապա էլեկտրական հոսանքի իրական ուղղությունը նույնն է, ինչ ընտրված ուղղությունը։

Երկրորդ, երբ էլեկտրական լարման աղբյուրը բարձր պոտենցիալից անցնում է ցածր պոտենցիալի (+-ից -), էլեկտրական լարումը նվազում է, այնպես որ էլեկտրական լարումը ունենում է բացասական արժեք (ΔՎ = –ε)։ Եվ հակառակը, եթե այն ցածր պոտենցիալից անցնում է բարձր պոտենցիալի (-ից +), էլեկտրական լարումը մեծանում է, այնպես որ էլեկտրական լարումը դրական արժեք ունի (ΔV= ε)։

Երրորդ, էլեկտրական դիմադրության միջով անցնելիս, եթե օղակը գտնվում է էլեկտրական հոսանքի հետ նույն ուղղությամբ, ապա էլեկտրական լարումը բացասական է (ΔV = – IR): Եվ հակառակը, եթե օղակը գտնվում է էլեկտրական հոսանքի հակառակ ուղղությամբ, ապա էլեկտրական լարումը դրական է (ΔV = IR):

Օրինակ հարց 1:

R₁ = 200 Ω և R₂ = 300 Ω։ ε = 12 Վոլտ։ Հաշվարկեք շղթայում հոսող էլեկտրական հոսանքը՝ օգտագործելով Կիրխհոֆի երկրորդ օրենքը։

Քննարկում

Հոսանքի ուղղությունը ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ է։

– IR₁ – IR₂ + ε = 0

– 200 Ի – 300 Ի + 12 = 0։

– 500 Ես + 12 = 0

– 500 Ես = – 12

Ես = 12 / 500

I = 0,024 Ամպեր

Եթե ​​հաշվարկվում է Օմի օրենքի և հաջորդական դիմադրության համակցման բանաձևի միջոցով՝

Ռ = Ռ₁ + R₂ = 200 + 300 = 500 Ω

Օմի օրենքի բանաձևը.

V = IR

I = V / R = 12 / 500 = 0,024 Ամպեր։

Օրինակ հարց 2:

R₁ = 100 Ω, R₂ = 200 Ω, R₃ = 300 Ω, ε₁ = 9 Վոլտ, ε₂ = 12 Վոլտ։ Հաշվարկեք շղթայում էլեկտրական հոսանքի մեծությունը և ուղղությունը։

Քննարկում

Ընտրեք էլեկտրական հոսանքի ուղղությունը, և օղակի ուղղությունը նույնն է, ինչ ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ պտտման ուղղությունը։

– IR₁ – IR₂ - ε₁ – IR₃ + ε₂ = 0

– 100 Ես – 200 Ես – 9 – 300 Ես + 12 = 0

– 100 Ես – 200 Ես – 300 Ես + 3 = 0

– 600 Ես + 3 = 0

– 600 Ես = – 3

Ես = 3 / 600

I = 0,005 Ամպեր

Էլեկտրական հոսանքն ունի դրական արժեք, ուստի դրա ուղղությունը համընկնում է ընտրված ուղղության հետ։

Այս խնդրի մեջ կա միայն մեկ ցիկլ՝ Կիրխհոֆի օրենքի օրինակ Կան սխեմաներ, որոնք ունեն մի քանի օղակներ, ուստի հաշվարկներում օգտագործվում է նաև Կիրխհոֆի առաջին օրենքը, և կա հնարավորություն, որ օղակի ուղղությունը հակառակ լինի էլեկտրական հոսանքի ուղղությանը։