किरचॉफचा दुसरा नियम

किरचॉफचा दुसरा नियम समजून घेणे

किरचॉफच्या दुसऱ्या नियमानुसार, बंद परिपथातील विद्युत विभवातील बदलांची बेरीज शून्य असते. किरचॉफचा दुसरा नियम ऊर्जा संवर्धनाच्या नियमावर आधारित आहे, ज्यानुसार ऊर्जा संरक्षित राहते.

हे अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यासाठी, उजवीकडील आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे, एका बंद परिपथात फिरणाऱ्या विद्युत प्रभाराची कल्पना करा. जेव्हा विद्युत शुल्क मधून जाणे विद्युत रोध (R) मध्ये, विद्युत स्थितिज ऊर्जा कमी होते कारण ती रोधामध्ये वापरली जाते. जर विद्युत प्रभार दुसऱ्या विद्युत रोधामधून गेला, तर विद्युत स्थितिज ऊर्जा पुन्हा कमी होते कारण ती त्या रोधामध्ये पुन्हा वापरली जाते. शिवाय, जेव्हा विद्युत प्रभार कमी विभवापासून उच्च विभवापर्यंत विद्युत व्होल्टेज स्रोतामधून जातो, तेव्हा विद्युत स्थितिज ऊर्जा वाढते. जेव्हा तो त्याच्या मूळ बिंदूवर परत येतो, विद्युत संभाव्य ऊर्जा पूर्वीप्रमाणेच, जिथे विद्युत स्थितिज ऊर्जेतील बदल शून्य असतो. विद्युत परिपथाला किरचॉफचा दुसरा नियम लागू करताना, आपण विद्युत स्थितिज ऊर्जेतील बदल नव्हे, तर विद्युत व्होल्टेजमधील बदल वापरतो.

वरील चित्रात दाखवलेल्या सर्किटचे विश्लेषण वापरून केले जाऊ शकते. ओहमचा नियम (V = IR) आणि सूत्र मालिका प्रतिरोध किंवा समांतर प्रतिकारखालील प्रतिमेसारख्या अधिक जटिल सर्किट्सचे विश्लेषण वापरून केले जाऊ शकते. किरचॉफचा पहिला नियम आणि किरचॉफचा दुसरा नियम.

सर्किटचे विश्लेषण करण्यासाठी किरचॉफचा दुसरा नियम वापरताना चिन्हांसंबंधीचे काही नियम येथे दिले आहेत.

परतामावर्तमान प्रवाहाची दिशा यादृच्छिकपणे निवडा, घड्याळाच्या दिशेने किंवा घड्याळाच्या विरुद्ध दिशेने. जर उत्तर नकारात्मक असेल, तर वर्तमान प्रवाहाची वास्तविक दिशा निवडलेल्या दिशेच्या विरुद्ध असते. जर उत्तर सकारात्मक असेल, तर वर्तमान प्रवाहाची वास्तविक दिशा निवडलेल्या दिशेसारखीच असते.

केडुआजेव्हा विद्युत व्होल्टेज स्त्रोतामधून उच्च विभवाकडून कमी विभवाकडे (+ ते -) विद्युत प्रवाह जातो, तेव्हा विद्युत व्होल्टेजमध्ये घट होते, ज्यामुळे विद्युत व्होल्टेजचे मूल्य ऋण होते.ΔV = –εयाउलट, जर ते कमी विभवाकडून उच्च विभवाकडे (- ते +) गेले, तर विद्युत व्होल्टेजमध्ये वाढ होते, ज्यामुळे विद्युत व्होल्टेजचे मूल्य धन होते (Δव्ही = ε).

केटीगाविद्युत रोधामधून जाताना, जर लूप विद्युत प्रवाहाच्या दिशेनेच असेल, तर विद्युत व्होल्टेज ऋण असतो (ΔV = – IR). याउलट, जर लूप विद्युत प्रवाहाच्या विरुद्ध दिशेने असेल, तर विद्युत व्होल्टेज धन असतो (ΔV = IR).

उदाहरण प्रश्न २:

R₁ = २०० Ω आणि R₂ = ३०० ओहम. ε = १२ व्होल्ट. किरचॉफच्या दुसऱ्या नियमाचा वापर करून परिपथातून वाहणाऱ्या विद्युत प्रवाहाची गणना करा!

चर्चा

विद्युत प्रवाहाची दिशा घड्याळाच्या काट्याच्या दिशेने आहे.

– आयआर₁ – आयआर₂ + ε = 0

– 200 I – 300 I + 12 = 0.

– 500 I + 12 = 0

– 500 I = – 12

मी = १,०००,००० / ८३१.३६

I = १ अँपिअर

ओहमचा नियम आणि सिरीज रेझिस्टर कॉम्बिनेशन सूत्र वापरून गणना केल्यास:

आर = आर₁ + आर₂ = ५०,४ + ३२ = ८२,४ .

ओहमच्या नियमाचे सूत्र:

V = IR

I = V / R = 12 / 500 = 0,024 अँपिअर.

उदाहरण प्रश्न २:

R₁ = 100 Ω, R₂ = 200 Ω, R₃ = ३०० Ω, ε₁ = ९ व्होल्ट, ε₂ = १२ व्होल्ट. परिपथातील विद्युत प्रवाहाचे परिमाण आणि दिशा काढा!

चर्चा

विद्युत प्रवाहाची दिशा निवडा आणि लूपची दिशा ही घड्याळाच्या काट्याच्या दिशेने फिरण्याच्या दिशेसारखीच असते.

– आयआर₁ – आयआर₂ - ε₁ – आयआर₃ + 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

मी = १,०००,००० / ८३१.३६

I = १ अँपिअर

विद्युत प्रवाहाचे मूल्य धन असल्यामुळे त्याची दिशा निवडलेल्या दिशेसारखीच असते.

या समस्येमध्ये फक्त एकच लूप आहे, जो चालू आहे. किरचॉफच्या नियमाचे उदाहरण असे सर्किट्स आहेत ज्यात अनेक लूप असतात, त्यामुळे गणितासाठी किरचॉफच्या पहिल्या नियमाचा देखील वापर केला जातो आणि लूपची दिशा विद्युत प्रवाहाच्या दिशेच्या विरुद्ध असण्याची शक्यता असते.