قانون Kirchhoff’s کیر شوف چیست؟
قانون اول Kirchhoff یا قانون فعلی Kirchhoff طبق قانون فعلی Kirchhoff، مجموع جریان وارد شده به یک اتصال یا یک گره برابر با شارژ خروجی از گره است زیرا هیچ شارژی از بین نمی رود. به عبارت دیگر، مجموع جبری هر جریان ورودی و خروجی از گره باید تهی باشد.
قانون کیرشهوف چه چیزی را توصیف می کند؟
قوانین Kirchhoff چگونگی عبور جریان از مدار و تغییر ولتاژ در اطراف یک حلقه در مدار را کمیت می کند. قانون فعلی Kirchhoff (قانون اول) بیان می کند که جریانی که به یک گره (یا یک اتصال) می گذرد باید با جریانی که از آن خارج می شود برابر باشد. این نتیجه حفظ بار است.
قانون فعلی
قانون فعلی کیرشهوف جریان جریان در مدارها زمانی اتفاق می افتد که حامل های بار در مدار حرکت کنند. جریان به عنوان سرعتی که این بار از هر نقطه ای در مدار عبور می کند تعریف می شود. یک مفهوم اساسی در فیزیک این است که بار همیشه حفظ می شود. در زمینه مدارها این بدان معنی است که از آنجایی که جریان میزان جریان بار است، جریانی که به یک نقطه می ریزد باید با جریان خارج شده از آن نقطه یکسان باشد.
شکل ۱: سه سیم در یک گره با جریان های متفاوتی که به سمت پایین هر سیم حرکت می کنند متصل شده اند.
قانون فعلی Kirchhoff بیان می کند که برای گره در شکل ۱، جریان در سه سیم باید با:
توجه داشته باشید که منظور از علائم جریان در نمودار چیست – جریان مثبت به این معنی است که جریان ها در جهت های نشان داده شده در نمودار جریان دارند. جهت ها جهتی هستند که هر بار مثبت در آن جریان می یابد، یعنی از + باتری دور مدار به −.
روش استاندارد نمایش قانون فعلی Kirchhoff این است که تمام جریان ها به سمت گره یا از آن دور شوند، همانطور که در شکل ۲ نشان داده شده است:
شکل ۲: همان گره در شکل ۱، اما با جریان های تعریف شده به سمت داخل. مقادیر I1،I2،I3 می توانند مثبت یا منفی باشند.
در اینجا حداقل یکی از جریان ها دارای مقدار منفی خواهد بود (در جهت مخالف فلش های روی این نمودار) و قانون فعلی کیرشهوف در اینجا به صورت زیر نوشته می شود:
این را می توان به حالتی تعمیم داد که n سیم همه در یک گره با نوشتن:
قانون ولتاژ Kirchhoff’s
هنگامی که حامل های باری که از مدار عبور می کنند از یک قطعه عبور می کنند، بسته به جزء (مثلاً سلول یا مقاومت) انرژی الکتریکی به دست می آورند یا از دست می دهند. این به دلیل این واقعیت است که کار بر روی آنها یا توسط آنها در نتیجه نیروهای الکتریکی داخل قطعات انجام می شود. کل کار انجام شده بر روی حامل بار توسط نیروهای الکتریکی در اجزای تغذیه (مانند سلول ها) باید با کل کار انجام شده توسط حامل بار در سایر اجزا (مانند مقاومت ها و لامپ ها) تا زمانی که یک بار مدار را دور زده است، برابر باشد. این به این معنی است که مجموع تمام تفاوت‌های پتانسیل بین اجزای درگیر در حلقه مدار باید صفر باشد اگر ولتاژ در اجزای منبع تغذیه را مثبت و در اجزای «مصرف برق» منفی بشماریم.
