Verständnis vum zweete Gesetz vum Kirchhoff
Den zweete Gesetz vum Kirchhoff seet, datt d'Zomm vun den Ännerungen am elektresche Potenzial ronderëm e geschlossene Circuit Null ass. Den zweete Gesetz vum Kirchhoff baséiert op dem Gesetz vun der Erhaalung vun der Energie, dat seet, datt Energie erhale bleift.
Fir dëst besser ze verstoen, stellt Iech eng elektresch Ladung vir, déi sech an engem zouene Circuit beweegt, wéi an der Figur riets. elektresch Ladung duerch eng elektresche Widderstand (R), hëlt déi elektresch potenziell Energie of, well se am Widderstand verbraucht gëtt. Wann déi elektresch Ladung duerch en aneren elektresche Widderstand geet, hëlt déi elektresch potenziell Energie erëm of, well se an deem Widderstand erëm verbraucht gëtt. Ausserdeem, wann déi elektresch Ladung duerch eng elektresch Spannungsquell vu nidderegem Potenzial op héicht Potenzial geet, klëmmt déi elektresch potenziell Energie. Wann se op hiren urspréngleche Punkt zréckkënnt, elektresch potenziell Energie d'selwecht wéi virdrun, wou d'Ännerung vun der elektrescher potenzieller Energie null ass. Wann mir dat zweet Gesetz vum Kirchhoff op en elektresche Circuit uwenden, benotze mir d'Ännerung vun der elektrescher Spannung, net d'Ännerung vun der elektrescher potenzieller Energie.
E Circuit wéi dee vun der Foto uewen kann analyséiert ginn mat Hëllef vun Ohm säi Gesetz (V = IR) an d'Formel Serienwiderstand oder parallelen WidderstandMéi komplex Schaltungen, wéi d'Bild hei ënnendrënner, kënnen analyséiert ginn mat Hëllef vun Éischt Gesetz vum Kirchhoff dan Kirchhoff säin zweet Gesetz.
Hei sinn e puer Zeecheregelen wann Dir dem Kirchhoff säin zweet Gesetz benotzt fir e Circuit ze analyséieren.
Wielt als éischt d'Stroumrichtung zoufälleg, egal ob am Auerzäresënn oder géint den Auerzäresënn. Wann d'Äntwert negativ ass, ass déi tatsächlech Stroumrichtung entgéintgesate vun der gewielter Richtung. Wann d'Äntwert positiv ass, ass déi tatsächlech Stroumrichtung déiselwecht wéi déi gewielte Richtung.
Zweetens , wann een duerch eng elektresch Spannungsquell vu grousser op eng niddreg Potenzialquell geet, fällt d'elektresch Spannung of, sou datt d'elektresch Spannung e negativen Wäert huet ( ΔV = -ε ). Am Géigendeel, wann een vu niddreger op eng héich Potenzialquellquell geet (- bis +), klëmmt d'elektresch Spannung, sou datt d'elektresch Spannung e positiven Wäert huet ( ΔV = ε).
Drëttens , wann d'Schleif duerch en elektresche Widderstand geet, an d'Schleif an déiselwecht Richtung wéi den elektresche Stroum ass, ass d'elektresch Spannung negativ (ΔV = – IR). Am Géigendeel, wann d'Schleif an der entgéintgesate Richtung wéi den elektresche Stroum ass, ass d'elektresch Spannung positiv (ΔV = IR).
Beispill Fro 1:
R1 = 200 Ω an R2 = 300 Ω. ε = 12 Volt. Berechent den elektresche Stroum, deen am Circuit fléisst, mat Hëllef vum zweete Gesetz vum Kirchhoff!
Diskussioun
D'Richtung vum Stroum ass am Auerzäresënn.
– IR1 – IR2 + ε = 0
– 200 I – 300 I + 12 = 0.
– 500 I + 12 = 0
– 500 I = – 12
ech = 12/500
I = 0,024 Ampere
Wann mat dem Ohm-Gesetz an der Formel fir d'Kombinatioun vun de Seriewidderstänn berechent gëtt:
R = R1 + R2 = 200 + 300 = 500 Ω.
Formel vum Ohm-Gesetz:
V = IR
I = V / R = 12 / 500 = 0,024 Ampere.
Beispill Fro 2:
R1 = 100 Ω, R2 = 200 Ω, R3 = 300 Ω, ε1 = 9 Volt, ε2 = 12 Volt. Berechent d'Gréisst an d'Richtung vum elektresche Stroum am Circuit!
Diskussioun
Wielt d'Richtung vum elektresche Stroum an d'Richtung vun der Schleif ass déiselwecht wéi d'Richtung vun der Rotatioun am Auerzäresënn.
– 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
ech = 3/600
I = 0,005 Ampere
Den elektresche Stroum huet e positiven Wäert, dofir ass seng Richtung déiselwecht wéi déi gewielte Richtung.
An dëser Fro gëtt et nëmmen eng Schleif, am Beispill vum Kirchhoff-Gesetz gëtt et e Circuit mat verschiddene Schleifen, sou datt d'Berechnung och dat éischt Kirchhoff-Gesetz benotzt an et besteet d'Méiglechkeet, datt d'Richtung vun der Schleif entgéintgesatz zu der Richtung vum elektresche Stroum ass.
