Mis on Kirchoffi seadus?

Alalisvoolu elektri füüsikas on Kirchoffi seadus, mis reguleerib ristmiku reeglit ja silmus. Selle seaduse kehtestas esmakordselt Saksa füüsik Gustav Robert Kirchoff aastal 1845. Reeglite alusel jaguneb see seadus kaheks.

Kirchoff I seadust tuntakse ka hargnemisseadusena, mis tegeleb laengu säilitamisega. Selles seaduses on öeldud, et elektrivoolu kogus, mis siseneb läbi teatud elektriahela hargnemispunkti, on võrdne selle hargnemiskoha kaudu voolava vooluhulgaga. Seda seadust kasutatakse lihtsates elektriskeemides, millel on hargnemispunktid, kui vool hakkab jagunema.

Selle väite põhjal võime järeldada, et punkti kogulaeng võrdub sellest punktist lahkuva kogu laenguga. Matemaatilises valemis võime Kirchoff I seaduse kirjutada järgmiselt.

InI sisse = ΣI välja

Kui viidata ülaltoodud pildile, saame elektrivoolu sõnastada järgmiselt.

I 2 = I 1 + I 3

Vahepeal on Kirchoff II seadus tuntud ka kui Kirchoffi pingeseadus. Selles seaduses on öeldud, et igal suletud ahelal on potentsiaalide erinevus võrdne nulliga. Selles teises seaduses on püsiseisundis jada kahe harunemispunkti potentsiaalne erinevus püsiv.

(Loe ka: Mis on termodünaamika seadus?)

Kirchoffi seadus on seotud energiasäästu seadusega. Kui meil on potentsiaaliga V suvalises punktis laeng Q, on selle laengu energia võrdne QV-ga. Kui laeng liigub läbi silmuse või silmuse , siis meie laeng kas kogub või kaotab osa energiast, kui see läbib akutakisti või muu elemendi. Kuid kui tegemist on uuesti esimese ruuduga, muutub energia QV-ks.

Enne teise seaduse kasutamist tuleb läbi mõelda ja täita mitu asja. Esiteks võtke voolu suund vabalt, pöörates siiski tähelepanu hargnemispunkti seadusele, kui silmus on rohkem kui üks. Seejärel võtke silmuse suund päripäeva või vastupäeva. Takistite puhul on potentsiaalse erinevuse märk positiivne, kui aasa suund on sama kui voolu suund, ja negatiivne, kui see on vastupidine. EMF-i allikate puhul on potentsiaalse erinevuse märk positiivne, kui liikumissuund on positiivsest negatiivseks ja muidu negatiivseks.