Čo je Kirchoffov zákon?

Vo fyzike jednosmerného prúdu existuje Kirchoffov zákon, ktorý reguluje pravidlo spojenia a slučku. Prvýkrát tento zákon zaviedol nemecký fyzik Gustav Robert Kirchoff v roku 1845. Na základe pravidiel je tento zákon rozdelený na dva.

Zákon Kirchoffa I. je tiež známy ako zákon vetvenia, ktorý sa zaoberá zachovaním náboja. Tento zákon stanovuje, že množstvo elektrického prúdu, ktoré vstupuje cez bod rozvetvenia v určitom elektrickom obvode, sa rovná množstvu prúdu, ktorý preteká týmto bodom rozvetvenia. Tento zákon sa používa v jednoduchých elektrických obvodoch, ktoré majú rozvetvovacie body, keď sa prúd začne deliť.

Z tohto tvrdenia môžeme vyvodiť záver, že celkový náboj do bodu sa rovná celkovému náboju opúšťajúcemu tento bod. V matematickom vzorci môžeme Kirchoffov zákon napísať nasledovne.

ΣI in = ΣI out

Ak sa pozrieme na obrázok vyššie, môžeme elektrický prúd formulovať nasledovne.

I 2 = I 1 + I 3

Medzitým je zákon Kirchoffa II tiež známy ako zákon Kirchoffovho napätia. Tento zákon hovorí, že každý uzavretý okruh má potenciálny rozdiel rovný nule. V tomto druhom zákone je potenciálny rozdiel medzi dvoma odbočovacími bodmi v sérii v ustálenom stave konštantný.

(Prečítajte si tiež: Čo je zákon termodynamiky?)

Kirchoffov zákon súvisí so zákonom o úspore energie. Ak máme náboj Q v ktoromkoľvek bode s potenciálom V, energia vlastnená týmto nábojom sa rovná QV. Ak sa náboj pohybuje cez slučku alebo slučku , náboj, ktorý máme, buď získa alebo stratí časť svojej energie, keď prechádza cez odpor batérie alebo iný prvok. Ale keď sa to vráti na druhú, energia sa stane QV.

Pred použitím druhého zákona je potrebné zvážiť a splniť niekoľko vecí. Najskôr sa voľne uveďte smerom k prúdu a pritom stále venujte pozornosť zákonu bodu rozvetvenia, ak je slučka viac ako jedna. Potom urobte smer slučky v smere alebo proti smeru hodinových ručičiek. Pre rezistory je znamienko potenciálneho rozdielu kladné, ak je smer slučky rovnaký ako smer prúdu, a záporné, ak je smer slučky opačný. Pre zdroje EMP je znak potenciálneho rozdielu pozitívny, ak je smer pohybu z pozitívneho na negatívny a inak negatívny.