Правило кирхгофа для чайников

Средний рейтинг
Еще нет оценок

Правило Кирхгофа для чайников

Представьте себе, что у вас есть электрическая цепь с батареей, лампочкой и проводами. Электрический ток течет по этой цепи, подобно воде, текущей через трубу.

Первое правило Кирхгофа (ППК)

В любой точке соединения в цепи (узел) сумма токов, втекающих в узел, равна сумме токов, вытекающих из узла.

Это похоже на уравнение баланса. Сколько воды втекает в трубу, должно быть равно количеству воды, вытекающей из нее.

Второе правило Кирхгофа (ВПК)

В любом замкнутом контуре цепи алгебраическая сумма падений напряжения равна алгебраической сумме ЭДС в контуре.

Представьте, что вы идете по кругу по цепи. Если вы сложите все падения напряжения (на батарее, лампочке и проводах), полученная сумма будет равна сумме ЭДС в цепи.

Как использовать правила Кирхгофа

Чтобы использовать правила Кирхгофа, сделайте следующее:

1. Определите узлы и контуры:
* Узлы — это точки, в которых соединяются компоненты цепи.
* Контуры — это замкнутые пути в цепи.

2. Выберите произвольные направления для токов и ЭДС:
* Для каждого контура выберите произвольное направление тока.
* Для каждой ЭДС выберите произвольное направление.

3. Примените ППК:
* Для каждого узла напишите уравнение, в котором сумма токов, втекающих в узел, равна сумме токов, вытекающих из узла.

4. Примените ВПК:
* Для каждого контура напишите уравнение, в котором сумма падений напряжения равна сумме ЭДС.

5. Решите систему уравнений:
* Решите полученную систему уравнений, чтобы найти значения токов и ЭДС.

Пример

Рассмотрим следующую цепь:

[Изображение цепи с батареей, лампочкой и проводами]

Пусть I1 — ток, текущий влево через батарею.
Пусть I2 — ток, текущий через лампочку.
Пусть E — ЭДС батареи.
Пусть V — падение напряжения на лампочке.

ППК для узла A:
«`
I1 — I2 = 0
«`

ВПК для контура 1:
«`
E — V = 0
«`

Решение системы уравнений:
«`
I1 = I2
E = V
«`

Это означает, что ток, протекающий через батарею и лампочку, одинаковый, и напряжение на лампочке равно ЭДС батареи.