Kirchhoffs andra regel säger att förändringen i elektrisk potential längs omkretsen av en sluten krets är noll. Kirchhoffs andra regel är baserad på lagen om energins bevarande, som säger att energi är evig.
För att bättre förstå detta, föreställ dig den elektriska laddningen som rör sig i en sluten krets, som i figuren. När en elektrisk laddning passerar genom en elektrisk resistans (R), den elektrisk potentiell energi reduceras eftersom den används på dessa resistanser. Om den elektriska laddningen passerar genom ett annat elektriskt motstånd minskar den elektriska potentiella energin igen eftersom den används igen på resistansen. Dessutom, när den elektriska laddningen passerar genom spänningskällan från en låg potential till en hög potential, ökar den elektriska potentiella energin. När den återgår till sin ursprungliga punkt är den elektriska potentiella energin densamma som tidigare, där förändringen i elektrisk potentiell energi är noll. Vid tillämpning Kirchhoffs andra regel för en elektrisk krets använder vi förändringen i elektrisk spänning, inte förändringen i elektrisk potentiell energi.
Kretsen som i figuren ovan kan analyseras med hjälp av Ohms lag (V = IR) och ekvationen för serieresistans eller parallellresistans. Mer komplexa kretsar som i figuren kan analyseras med hjälp av Kirchhoffs första regel och Kirchhoffs andra regel.
Här är några viktiga regler när du använder Kirchhoffs andra regel för att analysera en krets.
Välj först strömriktningen, medurs eller moturs. Om svaret är negativt är den faktiska riktningen för den elektriska strömmen i den bestämda strömriktningen. Om svaret är positivt är den faktiska riktningen för den elektriska strömmen densamma som riktningen för den valda strömmen.
För det andra , när en spänningskälla går från hög potential till låg potential (mot -), minskar den elektriska spänningen så att spänningen blir negativ (ΔV = -ε). Omvänt, om den går från låg potential till hög potential (- mot), ökar den elektriska spänningen så att spänningen blir positiv (ΔV = ε).
För det tredje , när den går igenom elektriskt motstånd, om slingan är i strömmens riktning, är spänningen negativ (V = –IR). Omvänt, om slingans riktning är motsatt strömmens riktning, är den elektriska spänningen positiv (ΔV = IR).
Exempelproblem 1:
R1 = 200 Ω och R2 = 300 Ω. ε = 12 volt. Beräkna den elektriska strömmen som flyter i kretsen med hjälp av Kirchhoffs andra regel!
Lösning:
Riktningen medurs.
– IR1 – IR2 + ε = 0
– 200 I – 300 I + 12 = 0.
– 500 I + 12 = 0
– 500 I = – 12
Jag = 12 500 XNUMX / XNUMX
I = 0.024 A
Om beräknat med Ohms lag och formeln för kombinationen av motstånd i serie:
R = R1 + R2 = 200 + 300 = 500 Ω.
Ohms lags ekvation:
V = IR
I = V / R = 12 / 500 = 0.024 A.
Exempelproblem 2:
R1 = 100 Ω, R2 = 200 Ω, R3 = 300 Ω, ε1 = 9 volt, ε2 = 12 volt. Beräkna strömmens storlek och riktning i kretsen!
Lösning:
Välj strömmens riktning och slingans riktning är densamma som medurs.
– 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
Jag = 3 600 XNUMX / XNUMX
I = 0.005 A
Elektrisk ström är positiv så att riktningen är densamma som den valda riktningen.
