Drugie Prawo Kirchhoffa
Drugie Prawo Kirchhoffa, znane również jako Prawo Oczek lub Prawo Napięć Kirchhoffa, jest fundamentalnym narzędziem w analizie obwodów elektrycznych. Wprowadzone przez Gustava Kirchhoffa w 1845 roku, prawo to umożliwia analizę napięć w zamkniętych obwodach, uzupełniając Pierwsze Prawo Kirchhoffa.
Definicja Drugiego Prawa Kirchhoffa
Drugie Prawo Kirchhoffa można sformułować następująco:
Suma algebraiczna sił elektromotorycznych (SEM) i spadków napięć w zamkniętym oczku (pętli) obwodu elektrycznego jest równa zeru.
Matematycznie można to zapisać jako:
gdzie Vk oznacza napięcie (siłę elektromotoryczną lub spadek napięcia) na k-tym elemencie oczka.
Wytłumaczenie
Oczko w obwodzie elektrycznym to dowolna zamknięta ścieżka, przez którą może płynąć prąd. Drugie Prawo Kirchhoffa wynika z zasady zachowania energii: całkowita energia dostarczona do obwodu musi być równa całkowitej energii zużytej na pokonanie oporu w obwodzie.
Przykład
Rozważmy prosty obwód z jednym oczkiem, który zawiera źródło napięcia E oraz trzy rezystory R1, R2 i R3 połączone szeregowo. Według Drugiego Prawa Kirchhoffa, suma SEM i spadków napięć na rezystorach musi być równa zeru:
E – VR1 – VR2 – VR3 = 0
Jeśli napięcia na rezystorach wynoszą odpowiednio:
VR1 = I R1
VR2 = I R2
VR3 = I R3
gdzie I jest prądem płynącym przez obwód, to możemy zapisać:
E – IR1 – IR2 – IR3 = 0
Z tego równania można wyznaczyć prąd I:
Zastosowanie
Drugie Prawo Kirchhoffa jest niezwykle użyteczne przy analizie obwodów elektrycznych, zwłaszcza w połączeniu z Pierwszym Prawem Kirchhoffa. Umożliwia obliczenie nieznanych napięć i prądów w złożonych obwodach, pomagając w zrozumieniu i projektowaniu układów elektrycznych.
Podsumowanie
Drugie Prawo Kirchhoffa, będące zasadą zachowania energii elektrycznej, jest kluczowym narzędziem w analizie obwodów elektrycznych. Pozwala na precyzyjne obliczenia napięć w zamkniętych oczkach obwodów, co jest niezbędne w projektowaniu i analizie skomplikowanych układów elektronicznych.
Suma algebraiczna spadków napięcia na wszystkich odbiornikach prądu prądu w danym „oczku”
Mały update wpisu sprzed lat.