Lex Secunda Kirchhoffii

Intellegendo Legem Secundam Kirchhoffii

Lex Secunda Kirchhoffii statuit summam mutationum potentialis electrici circa circuitum clausum nullam esse. Lex Secunda Kirchhoffii in lege conservationis energiae fundatur, quae affirmat energiam conservari.

Ut hoc melius intelligas, finge te electricam caricam in circuitu clauso moveri, ut in figura ad dextram. Cum onus electricum transire per resistentia electrica (R), energia potentialis electrica decrescit quia in resistentia consumitur. Si onus electricum per aliam resistentiam electricam transit, energia potentialis electrica iterum decrescit quia iterum in illa resistentia consumitur. Praeterea, cum onus electricum per fontem tensionis electricae a potentiali humili ad potentialem altum transit, energia potentialis electrica augetur. Cum ad punctum originale redit, energia potentialis electrica Idem ac antea, ubi mutatio energiae potentialis electricae nulla est. Cum legem secundam Kirchhoffii ad circuitum electricum applicamus, mutationem tensionis electricae, non mutationem energiae potentialis electricae, utimur.

Circuitus similis ei in imagine supra analyzari potest utens Lex Ohmi (V = IR) et formula resistentia seriei uel resistentia parallelaCircuiti complexiores, velut imago infra, per analysin adhibere possunt. Lex prima Kirchhoffii et Lex secunda Kirchhoffii.

Hic sunt aliquae regulae signorum cum lex secunda Kirchhoffii ad circuitum analysandum adhibetur.

Primum , directionem cursus fortuito elige, sive dextra sive sinistra. Si responsum negativum est, directio cursus actualis directioni electae contraria est. Si responsum affirmativum est, directio cursus actualis eadem est ac directio electa.

Secundo , cum per fontem tensionis electricae a potentiali alto ad potentialem humilem (+ ad -) transitur, tensio electrica decrescit ita ut tensio electrica valorem negativum habeat ( Δ V = -ε ) . Contra, si a potentiali humili ad potentialem altum (- ad +) movetur, tensio electrica augetur ita ut tensio electrica valorem positivum habeat ( Δ V = ε).

Tertio , cum per resistentiam electricam transit, si ansa in eadem directione est ac currentis electrici, tensio electrica negativa est (ΔV = –IR). Contra, si ansa in directione opposita currenti electrico est, tensio electrica positiva est (ΔV = IR).

Exemplum quaestionis quartae:

R₁ = 200 Ω et R₂ = 300 Ω. ε = 12 Voltia. Calcula vim electricam in circuitu fluentem lege secunda Kirchhoffii utens!

Disputatio

Directio currentis est horologica.

– IR ₁ – IR ₂ + ε = 0

– 200 I – 300 I + 12 = 0.

– 500 I + 12 = 0

– 500 I = – 12

I = 12/500

I = 0,024 Ampera

Si computatur utens lege Ohmi et formula combinationis resistorum seriei:

R = R₁ ₊ R₂ ₌ 200 + 300 = 500 Ω.

Formula legis Ohmi:

V = IR

I = V / R = 12 / 500 = 0,024 Amperia.

Exemplum quaestionis quartae:

R₁ = 100 Ω, R₂ = 200 Ω, R₃ = 300 Ω, ε₁ = 9 Voltia, ε₂ = 12 Voltia. Magnitudinem et directionem cursus electrici in circuitu calcula!

Disputatio

Directionem currentis electrici elige et directio circini eadem est ac directio rotationis horologicae.

– 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 Ampera

Currens electricus valorem positivum habet, ergo eius directio eadem est ac directio electa.

In hac quaestione una tantum ansa est; in exemplo legis Kirchhoffianae circuitus est qui plures ansae habet, ergo calculus etiam legem primam Kirchhoffianam adhibet, et possibilitas est ut directio ansae directioni currentis electrici contraria sit.