Kirchhoff áramköri törvényei
Az elektromos töltés nem halmozódhat fel és nem tűnhet el, így minden csomópontban a beáramló áramnak pontosan egyenlőnek kell lennie a kiáramlóval. Az energia sem jelenhet meg vagy tűnhet el, így ha összeadod az összes feszültségnövekedést és -csökkenést egy zárt kör mentén, kioltódnak nullára.
A képlet
ΣI_in = ΣI_out ; ΣΔV = 0
- I_in — bejövő áram (A): a csomópontba összesen beáramló áram
- I_out — kimenő áram (A): ugyanabból a csomópontból összesen kiáramló áram
- ΔV — feszültségváltozás (V): feszültség-növekedés vagy -csökkenés egy kör egyik részén
Megoldott példa
Egy vezeték 6 A-t visz egy csomópontba, ahol két ágra oszlik. Egy ág 4 A-t visz. Mennyi áram folyik a másik ágon?
- I_in = 6 A
- I_out1 = 4 A
- I_out2 = I_in − I_out1
- I_out2 = 6 A − 4 A
I_out2 = 2 A
Teszteld magad
Egy csomópontba most 9 A folyik be, két ágra oszolva. Egy ág 5 A-t visz. Mennyi folyik a másik ágon?
- Helyes válasz: 4 A
- 14 A
- 5 A
Helyes! A bejövő áramoknak egyenlőnek kell lenniük a kimenőkkel: 9 A − 5 A = 4 A.
Egy áramkör zárt körét végigjárva, minden feszültség-emelkedést és -esést összeadva, mennyinek kell lennie az összegnek?
- A teljes áramnak
- Helyes válasz: Nulla
- Az elem feszültsége megduplázva
Pontosan — az energia megmarad, így a kör mentén az összes feszültségnövekedés és -csökkenés összege nulla.
Hol találkozol vele
Az otthonod vezetékrendszere csomópontok fája: a hálózati betáplálás szétválik a kismegszakító panelnél, újra szétválik minden szobában, és minden amper, amely befolyik az egyik végén, kifolyik a másikon — semmi nem halmozódik fel. Egy sziget körül elágazó folyó a természetben mutatja a csomóponti szabályt: a két ág pontosan azt az áramlást viszi, amit az egyetlen meder az elágazáshoz hozott.
Gyakori hibák
A klasszikus hiba az, hogy az áram elhasználódik, ahogy áthalad az eszközökön — a töltés megmarad, tehát bármi, ami befolyik egy csomópontba, kifolyik: 9 A be, 5 A az egyik ágban, azt jelenti, pontosan 4 A a másikban, nem kevesebb. A huroktörvényt is félreértik a maga módján: több elemmel egy hurokban, a telep feszültsége nem a kedvenc elemeden esik le — ΣΔV = 0 egyensúlyoz az egész útvonalon, minden emelkedést minden csökkenéssel szemben. Tartsd szét a két megmaradást: a csomópontok töltést, a hurkok energiát tartanak meg.
Hogyan kapcsolódik
Ohm törvénye egyetlen ellenállást áraz be; ez a két törvény egész hálózatok könyvelését végzi el — és mindkettő a mechanika megmaradási törvénye áramköri ruhában (ΣI_in = ΣI_out a töltésmegmaradás, ΣΔV = 0 az energiamegmaradás). Az RC-áramkör, a következő lecke, az első áramkör, amelynek viselkedése változik, ahogy működik, és a megoldásához mindkét szabály egyszerre kell.