Drugie prawo Kirchhoffa – zwane również prawem napięciowym, dotyczy bilansu napięć w zamkniętym obwodzie elektrycznym prądu stałego. Zostało ono sformułowane przez niemieckiego fizyka Gustava Kirchhoffa. Prawo to jest oparte na założeniu, że opisywany nim obwód nie znajduje się w zmiennym polu magnetycznym (w przypadku obwodów znajdujących się w zmiennym polu magnetycznym zastosowanie ma prawo Faradaya).
Treść prawa
Najczęściej prawo to jest formułowane w postaci:
W zamkniętym obwodzie suma spadków napięć na oporach równa jest sumie sił elektromotorycznych występujących w tym obwodzie[1]
Przy czym obwód ten może być elementem większej sieci. Wówczas nosi on nazwę oczka sieci. Prawo to zapisane równaniem ma postać
gdzie
– SEM k-tego źródła napięcia;
– spadek napięcia na i-tym elemencie oczka.
Dla oporów omowych
gdzie Ii jest natężeniem prądu płynącego przez opornik o oporze Ri.
Zarówno spadki napięcia jak i siły elektromotoryczne mogą przybierać wartości ujemne i dodatnie. Ich znak ustala się w sposób:
§ ustala się kierunek obiegu obwodu (np zgodnie z ruchem wskazówek zegara
§ gdy kierunek prądu jest zgodny z kierunkiem obiegu, spadek napięcia jest dodatni (w przypadku niezgodności – ujemny)
§ gdy SEM jest spolaryzowana zgodnie z kierunkiem obiegu, jej wartość jest dodatnia
Prawo to można wywieść z faktu, że krążenie wektora pola elektrycznego po zamkniętym konturze ma wartość 0, jeżeli kontur ten zawarty jest w obwodzie prądu stałego przy braku zmian pola magnetycznego przepływającego przez ten obwód, czyli
Traktując spadek napięcia jako jego ujemny przyrost, można II prawo Kirchhoffa sformułować następująco
Suma spadków napięcia w obwodzie zamkniętym jest równa zeruPrzykład
Dla przykładowego obwodu zamkniętego (pokazanego na rysunku obok) z prawa napięciowego wynikają następujące własności:
gdzie rezystancja wypadkowa
Widać stąd, że w przypadku nierozgałęzionego obwodu II prawo Kirchhoffa redukuje się do prawa Ohma.
Cześć, dzięki za podzielenie się wiedzą, dla mnie fizyka zawsze była niestety czarną magią ;)
OdpowiedzUsuńMiałam jednak okazję wyjść za elektryka, który regularnie wprowadza mnie w temat, zazwyczaj wbrew mojej woli. Ostatnio dowiedziałam się jak zbudowane jest gniazdo antenowe.
Pozdrawiam serdecznie!
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na temat elektryki i narzędzi, z jakich korzysta Twój mąż, zerknij na stronę dlaelektrykow.pl. Dostępna jest tam obszerna galeria, więc następnym razem zabłyśniesz przed mężem znajomością tematu :)
Usuń