Закон на Кирхоф за струјата и закон на Кирхоф за напонот
Постојат некои едноставни врски помеѓу токови и напони на различни гранки на електрична кола. Овие врски се одредени со неколку основни закони познати како Kirchhoff laws или поспецифички Kirchhoff Current and Voltage laws. Овие закони се многу корисни за одредување на еквивалентната електрична резистенција или импеданс (во случај на AC) на комплексна мрежа и токовите што текат во различните гранки на мрежата. Овие закони првпат се изведени од Guatov Robert Kirchhoff и затоа овие закони исто така се нарекуваат Kirchhoff Laws.
Kirchhoff’s Current Law
Во електричната кола, токот тече рационално како електрична количина.
Бидејќи текот на токот се смета за тек на количина, на било која точка во колата, вкупниот ток што влиза, е точно еднаков на вкупниот ток што излегува од точката. Точката може да се смета за било каде во колата.
Претпоставете дека точката е на проводник низ кој теков ток, тогаш истиот ток пресекува точката што може алтернативно да се каже дека токот што влиза во точката, ќе излегува од точката. Како што велиме дека точката може да биде било каде во колата, така може да биде и точка на спојување во колата.
Значи, вкупната количина на ток што влиза во точката на спојување мора да биде точно еднаква на вкупната количина на ток што излегува од точката на спојување. Ова е многу основна работа за текот на токот и среќа Kirchhoff Current law вели исто. Законот исто така е познат како Kirchhoff First Law и овој закон вели дека, на било која точка на спојување во електричната кола, сумата на сите токови во гранките е нула. Ако сите токови што влизаат во спојувањето се сметаат за позитивни токови, тогаш конвенцијата за сите токови што излегуваат од спојувањето се негативни. Сега ако ги собереме сите овие позитивни и негативни токови, очигледно, ќе добиеме резултат нула.
Математички облик на Kirchhoff’s Current Law е следниве,
Имаме точка на спојување каде што n број на пляжеви се среќаваат заедно.
Да кажеме,
Токовите во гранките 1, 2, 3 …. m влизаат во точката на спојување.
Додека токовите во гранките
излегуваат од точката на спојување.
Значи, токовите во гранките 1, 2, 3 …. m можат да се сметаат за позитивни според општа конвенција и аналогично, токовите во гранките
можат да се сметаат за негативни.
Значи, сите токови во гранките во однос на дадената точка на спојување се –
Сега, сумата на сите токови во точката на спојување е -
Ова е еднакво на нула според Kirchhoff Current Law.
Значи,
Математички облик на Kirchhoff First Law е ∑ I = 0 во било која точка на спојување на електрична мрежа.
Видео приказ на Kirchhoff’s Current Law – Basic Theory
Kirchhoff’s Voltage Law
Овој закон се занимава со падови на напон во различни гранки во електрична кола. Помислете на една точка на затворена петлица во електрична кола. Ако некој оди до било која друга точка на истата петлица, тој или таа ќе открие дека потенцијалот во тој втор точка можеби е различен од првата точка. Ако тој или таа продолжи да оди до некоја друга точка во петлицата, тој или таа може да открие дека потенцијалот во новата локација можеби е различен. Ако тој или таа продолжи да оди подалеку по затворената петлица, на крај ќе стигне до почетната точка од каде што е започнал. Тоа значи, тој или таа се враќа до истата точка со потенцијал после минување низ различни нивеа на напон. Тоа може алтернативно да се каже дека нетниот напонска добивка и нетниот напонска загуба долж затворена петлица се еднакви. Тоа е што Kirchhoff Voltage law вели. Овој закон е алтернативно познат како Kirchhoff Second Law.
Ако сметаме затворена петлица конвенционално, ако сметаме дека сите напонски добивки долж петлицата се позитивни, тогаш сите напонски загуби долж петлицата треба да се сметаат како негативни. Сумата на сите овие напони во затворена петлица е еднаква на нула. Претпоставете дека n број на поврзани елементи формираат затворена петлица. Меѓу овие елементи на колата, m број на елементи се напонски извори и n – m број на елементи загубуваат напон, како резистори.
Напоните на изворите се
И напонските загуби над резисторите соодветно,
Како што се вели дека напонските добивки конвенционално се сметаат како позитивни, а напонските загуби се сметаат како негативни, напоните долж затворената петлица се –
