Kirchhofo grandinių dėsniai
Elektrinis krūvis negali kauptis arba išnykti, tad kiekviename mazge įtekanti srovė turi tiksliai lygti ištekančiai srovei. Energija taip pat negali atsirasti arba dingti, tad jei sudedi visus įtampos pakilimus ir kritimus visą kelią aplink bet kurį uždarą kontūrą, jie panaikina iki nulio.
Formulė
ΣI_in = ΣI_out ; ΣΔV = 0
- I_in — srovė į (A): bendroji srovė, tekanti į mazgą
- I_out — srovė iš (A): bendroji srovė, tekanti iš to paties mazgo
- ΔV — įtampos pokytis (V): pakilimas ar kritimas įtampoje per vieną kontūro dalį
Išnagrinėtas pavyzdys
Laidas neša 6 A į mazgą, kur jis skyla į dvi šakas. Viena šaka neša 4 A. Kiek srovės teka per kitą šaką?
- I_in = 6 A
- I_out1 = 4 A
- I_out2 = I_in − I_out1
- I_out2 = 6 A − 4 A
I_out2 = 2 A
Pasitikrink
Mazgas dabar turi 9 A tekančių į, besiskirstančių į dvi šakas. Viena šaka neša 5 A. Kiek teka per kitą šaką?
- Teisingas atsakymas: 4 A
- 14 A
- 5 A
Teisingai! Srovės į turi lygti srovėms iš: 9 A − 5 A = 4 A.
Eidamas visą kelią aplink uždarą kontūrą grandinėje, sudamas kiekvieną įtampos pakilimą ir kritimą, ką turi lygti suma?
- Bendroji srovė
- Teisingas atsakymas: Nulis
- Baterijos įtampa padvigubinta
Būtent — energija išlieka, tad visi įtampos pakilimai ir kritimai aplink kontūrą sumuojasi į nulį.
Kur tai matai
Tavo namų laidai yra mazgų medis: pagrindinis maitinimas skyla prie jungiklių skydo, skyla dar kartą kiekviename kambaryje, ir kiekvienas amperas, tekantis viename gale, išteka kitame — niekas nesikaupia. Upė, šakojanti aplink salą, rodo mazgo taisyklę gamtoje: dvi šakos neša tiksliai tą srautą, kurį vienas kanalas atnešė iki šakos.
Dažnos klaidos
Klasikinė klaida — manyti, kad srovė „sunaudojama“ eidama per prietaisus — krūvis išlieka, tad kas įteka į mazgą, tas ir išteka: jei 9 A įteka, o 5 A nuteka viena šaka, kita šaka tikrai neša 4 A, ne mažiau. Kontūro taisyklė klaidingai taikoma savaip: su keliais komponentais viename kontūre, baterijos įtampa nekrenta ant tavo mėgstamo komponento — ΣΔV = 0 subalansuoja visą kelią, kiekvieną pakilimą prieš kiekvieną kritimą. Nesupainiok abiejų tvermės dėsnių: mazgai tausuoja krūvį, kontūrai tausuoja energiją.
Kaip tai siejasi
Omo dėsnis įkainoja vieną rezistorių; šie du dėsniai veda apskaitą visiems tinklams — ir abu yra mechanikos tvermės dėsniai, apsirengę grandinių drabužiais (ΣI_in = ΣI_out yra krūvio tvermė, ΣΔV = 0 yra energijos tvermė). RC grandinė, toliau, yra pirmoji grandinė, kurios elgsena keičiasi jai veikiant, ir jos išsprendimui reikia abiejų taisyklių vienu metu.