Sheria ya Umeme wa Kirchhoff na Sheria ya Kinga wa Kirchhoff

Kuna viwango vya uhusiano vinavyovumika kati ya mzunguko wa umeme na voltage za vitu vingine vya mtandao wa umeme. Viwango hivi vinatumika kutokana na sheria zisizofikiwa zinazojulikana kama Sheria za Kirchhoff au zaidi ya kutosha Sheria za Mzunguko wa Umeme na Voltage za Kirchhoff. Sheria hizi ni muhimu sana katika kupata thamani sawa ya ukosefu wa mzunguko wa umeme au impediment (kwa uhakika AC) wa mtandao wazi na mzunguko wa umeme unaofika katika vingine vya mtandao. Sheria hizi ziliundwa kwa mara ya kwanza na Guatov Robert Kirchhoff na kwa hiyo sheria hizi zinaweza pia kuwaadilishwa kama Sheria za Kirchhoff.

Sheria ya Mzunguko wa Umeme za Kirchhoff

Katika mtandao wa umeme, mzunguko unafika kwa utaratibu kama aina ya chombo.
Kama mzunguko unafikirika kama mzunguko wa chombo, kwenye chochote sehemu ya mtandao, jumla ya mzunguko unayofika, ni sawa kabisa na jumla ya mzunguko unayotoka. Sehemu hiyo inaweza kutathmini kila mahali katika mtandao.

Tufanye sehemu hiyo ikilikana kwenye mkondo ambako mzunguko unafika, basi mzunguko mzima unayofika unatafsiriwa kama mzunguko unayotoka. Kama tulivyosema, sehemu hiyo inaweza kutathmini kila mahali katika mtandao, basi inaweza pia kuwa sehemu ya kujifunika katika mtandao.

Hivyo, jumla ya mzunguko unayofika kwenye sehemu ya kujifunika lazima iwe sawa kabisa na jumla ya mzunguko unayotoka. Hii ni kitu cha msingi kuhusu mzunguko wa umeme na sauti yake ni kwamba Sheria ya Mzunguko wa Umeme za Kirchhoff inasema hivyo. Sheria hii inajulikana pia kama Sheria ya Kwanza za Kirchhoff na sheria hii inaelezea kwamba, kwenye sehemu yoyote ya kujifunika katika mtandao wa umeme, jumla ya mzunguko wa vitu vyote ni sifuri. Ikiwa tutafikiria mzunguko wote unayofika kwenye sehemu hiyo kama mzunguko chanya, basi utaratibu wa mzunguko wote unayotoka ni hasi. Sasa ikiwa tutajumlisha mzunguko wote hawa wenye ishara chanya na hasi, tuliopewa, tutapata matokeo la sifuri.
Aina ya hisabati ya Sheria ya Mzunguko wa Umeme za Kirchhoff ni ifuatayo,
Tunayo sehemu ambapo namba ya vitu vyote vya kujifunika vinavyokuwa pamoja.
Hebu,

Mzunguko katika vitu vya 1, 2, 3 …. m inayofika kwenye sehemu.
Hata hivyo mzunguko katika vituinayotoka kutoka kwenye sehemu.
Hivyo mzunguko katika vitu vya 1, 2, 3 …. m inaweza kuzitathmini kama chanya kulingana na utaratibu wa kawaida na hivyo mzunguko katika vituinaweza kuzitathmini kama hasi.
Hivyo mzunguko wote wa vitu vingine kuhusiana na sehemu hiyo ni –

Sasa, jumla ya mzunguko wote kwenye sehemu ni-

Hii ni sawa na sifuri kulingana na Sheria ya Mzunguko wa Umeme za Kirchhoff.
Hivyo,
Aina ya hisabati ya Sheria ya Kwanza za Kirchhoff ni ∑ I = 0 kwenye sehemu yoyote ya mtandao wa umeme.

Uwasilishaji wa Video wa Sheria ya Mzunguko wa Umeme za Kirchhoff – Msingi wa Ufundi

Sheria ya Voltage za Kirchhoff

Sheria hii hutoa maelezo kuhusu mipaka ya voltage katika vitu vingine vya mtandao wa umeme. Tufikiria sehemu moja katika loop yenye mwisho katika mtandao wa umeme. Ikiwa mtu atafika sehemu nyingine katika loop ile, atapata kuwa potential katika sehemu hiyo ni tofauti na sehemu ya kwanza. Ikiwa atafanya safari zaidi katika loop hiyo, atapata potential tofauti katika sehemu mbalimbali. Ikiwa atafanya safari zaidi katika loop hii, mwishowe atarudi kwenye sehemu ya kwanza aliyotoka. Hiyo inamaanisha, atarudi kwenye sehemu hiyo baada ya kupita kwa potential tofauti. Inaweza kutafsiriwa kwa njia nyingine kwamba jumla ya voltage gain na jumla ya voltage drops katika loop yenye mwisho ni sawa. Hiyo ndilo tunalo sema kwa Sheria ya Voltage za Kirchhoff. Sheria hii inajulikana pia kama Sheria ya Pili za Kirchhoff.

Ikiwa tutafikiria loop yenye mwisho kwa utaratibu, ikiwa tutafikiria voltage gain yote katika loop hiyo ni chanya basi voltage drops yote katika loop hiyo yanapaswa kutathmini kama hasi. Jumla ya voltage yote katika loop yenye mwisho ni sawa na sifuri. Tufikirieni namba ya n element zinazokuwa nyuma ya nyuma zinazodunda loop yenye mwisho. Katika element zetu za circuit mtaani, m number element zinazokuwa voltage source na n – m number of elements drop voltage kama vile resistors.
Voltage za sources ni
Na voltage drops across the resistors respectively,
Kama tumesema kuwa voltage gain itathmini kama chanya, na voltage drops itathmini kama hasi, voltage katika loop yenye mwisho ni –

Sasa kulingana na Sheria ya Voltage za Kirchhoff, jumla ya voltage yote huongeza sifuri.