కిర్చాఫ్ వలయ నియమాలు
విద్యుత్ ఆవేశం కుప్పకూడదు, మాయం కాకూడదు, కాబట్టి ఏ సంధి వద్దనైనా లోపలికి ప్రవహించే ప్రవాహం బయటకు ప్రవహించే ప్రవాహానికి ఖచ్చితంగా సమానం కావాలి. శక్తి కూడా పుట్టదు, మాయం కాదు, కాబట్టి ఏ మూసిన లూప్ చుట్టూ అన్ని వోల్టేజ్ లాభాలు, పతనాలను కలిపితే అవి సున్నాకు రద్దవుతాయి.
సూత్రం
ΣI_in = ΣI_out ; ΣΔV = 0
- I_in — లోపలి ప్రవాహం (A): ఒక సంధి లోపలికి ప్రవహించే మొత్తం ప్రవాహం
- I_out — బయటి ప్రవాహం (A): అదే సంధి నుండి బయటకు ప్రవహించే మొత్తం ప్రవాహం
- ΔV — వోల్టేజ్ మార్పు (V): లూప్లోని ఒక భాగం వద్ద లాభం లేదా పతనం
సాల్వ్ చేసిన ఉదాహరణ
ఒక వైర్ 6 A ను సంధి లోపలికి తీసుకువెళ్తోంది, అక్కడ అది రెండు శాఖలుగా విడిపోతోంది. ఒక శాఖ 4 A మోసుకెళ్తోంది. రెండో శాఖ గుండా ఎంత ప్రవాహం ప్రవహిస్తుంది?
- I_in = 6 A
- I_out1 = 4 A
- I_out2 = I_in − I_out1
- I_out2 = 6 A − 4 A
I_out2 = 2 A
మీను మీరు పరీక్షించుకోండి
ఒక సంధికి ఇప్పుడు 9 A లోపలికి ప్రవహిస్తోంది, రెండు శాఖలుగా విడిపోతోంది. ఒక శాఖ 5 A మోసుకెళ్తోంది. రెండో శాఖ గుండా ఎంత ప్రవహిస్తుంది?
- సరైన సమాధానం: 4 A
- 14 A
- 5 A
సరిగ్గా చెప్పారు! లోపలి ప్రవాహాలు బయటి ప్రవాహాలకు సమానం కావాలి: 9 A − 5 A = 4 A.
వలయంలోని మూసిన లూప్ చుట్టూ నేరుగా తిరిగి, ప్రతి వోల్టేజ్ పెరుగుదలను, పతనాన్నీ కలిపితే, మొత్తం అయి ఉండాలి?
- మొత్తం ప్రవాహం
- సరైన సమాధానం: సున్నా
- బ్యాటరీ వోల్టేజ్ రెట్టింపు
ఖచ్చితంగా — శక్తి సంరక్షించబడుతుంది, కాబట్టి లూప్ చుట్టూ అన్ని వోల్టేజ్ లాభాలు, పతనాలు కలిపితే సున్నా వస్తుంది.
ఇక్కడ ఇది ఎక్కడ కనిపిస్తుంది
మీ ఇంటి వైరింగ్ అనేది సంధుల చెట్టు: మెయిన్స్ ఫీడ్ బ్రేకర్ ప్యానల్ వద్ద విడిపోతుంది, ప్రతి గది వద్ద మళ్లీ విడిపోతుంది, ఒక చివర లోపలికి ప్రవహించిన ప్రతి ఆంప్ రెండో చివర బయటకు ప్రవహిస్తుంది — ఏమీ కుప్పకూడదు. ద్వీపం చుట్టూ చీలిపోయే నది ప్రకృతిలో సంధి నియమాన్ని చూపుతుంది: రెండు శాఖలు ఒకే ఛానల్ చీలు వద్దకు తెచ్చిన ప్రవాహాన్ని ఖచ్చితంగా మోసుకెళ్తాయి.
సాధారణ తప్పులు
క్లాసిక్ దోషం — ప్రవాహం పరికరాల గుండా వెళ్ళేకొద్దీ వాడుకోబడుతుందని — ఆవేశం సంరక్షించబడుతుంది, కాబట్టి సంధి లోపలికి ప్రవహించినది బయటకు ప్రవహిస్తుంది: 9 A లోపలికి, ఒక శాఖలో 5 A అయితే రెండో శాఖలో ఖచ్చితంగా 4 A, తక్కువ కాదు. లూప్ నియమం దాని సొంత విధంగా తప్పుగా వర్తించబడుతుంది: ఒక లూప్లో అనేక భాగాలున్నప్పుడు, బ్యాటరీ వోల్టేజ్ మీకు నచ్చిన భాగంపై పడిపోదు — ΣΔV = 0 మొత్తం ప్రయాణాన్ని సమతూకం చేస్తుంది, ప్రతి లాభానికి ప్రతి పతనం. రెండు సంరక్షణలను వేరుగా గుర్తుంచుకోండి: సంధులు ఆవేశాన్ని, లూప్లు శక్తిని సంరక్షిస్తాయి.
ఇది ఎలా అనుసంధానమవుతుంది
ఓం నియమం ఒక్క నిరోధకానికి ధర కట్టగా, ఈ రెండు నియమాలు మొత్తం నెట్వర్క్ల లెక్కలను చూస్తాయి — రెండూ యాంత్రిక శాస్త్రంలోని సంరక్షణ నియమాలే వలయ వేష్టాలంకరణలో (ΣI_in = ΣI_out అంటే ఆవేశ సంరక్షణ, ΣΔV = 0 అంటే శక్తి సంరక్షణ). తర్వాతి RC వలయం నడుస్తున్నకొద్దీ ప్రవర్తన మారే మొదటి వలయం, దాన్ని సాల్వ్ చేయడానికి రెండు నియమాలూ ఒకేసారి కావాలి.