FKM Kompass
L2

Kirchhoffi seadused ja vooluringi analüüs

Kirchhoffi vooluseadus ütleb, et sõlme sisenevad voolud peavad võrduma sellest väljuvate vooludega; tema pingeseadus ütleb, et pingemuutuste summa mööda mistahes suletud ahelat on null — koos lahendavad need mistahes takistite ja allikate võrgu.

Practise this concept

Kirchhoffi kaks seadust on jäävusseadused, mis on riietatud ahelareegliteks. Voolu seadus ütleb, et mis sõlmpunkti sisse voolab, see ka välja voolab, sest laeng ei saa sinna koguneda. Pinge seadus ütleb, et potentsiaali muutude summa mistahes kinnises kontuuris on null, sest lähtekohta naasmine peab tagasi tooma sama potentsiaali juurde. Koos lahendavad need mistahes allikate ja takistite võrgu, ükskõik kui sassis.

Voolu seadus tapab kõige visama algaja ettekujutuse, mille järgi on vool kütus, mille läbitavad komponendid ära tarbivad. See ei ole nii. Lambist lahkub täpselt sama palju elektrone, kui sinna siseneb; lamp tarbib energiat ja see avaldub pingelanguna, mitte voolu vähenemisena. Jadamisi ühendatud takistil on mõlemal pool sama vool ja kummalgi pool erinev potentsiaal.

Pinge seadus lammutab teise väärarusaama — "vool valib väikseima takistusega tee". Vool valib kõik saadaolevad teed, pöördvõrdeliselt iga tee takistusega. Mõlema rööbiti haru otstel on sama potentsiaalide vahe, seega juhivad mõlemad voolu; väiksema takistusega haru lihtsalt juhib rohkem. Lause kehtib ainult lühise äärmuslikul juhul, kus ühe tee takistus on sedavõrd väiksem, et kõik muu on selle kõrval tühine, ja see erijuht on üldreeglina palju kahju teinud.

Key ideas

Requires: Pinge ja takistus

Unlocks: RC- ja RL-ahelate siirdeprotsessid, Thévenini ja Nortoni ekvivalentskeemid

Common misconceptions

  • Vool kulub komponentide läbimisel ära, seega tuleb takistist välja vähem kui sisse läks.
  • Vool valib ainult väikseima takistusega tee ja ignoreerib teisi harusid täielikult.
  • Pingeseadus kehtib ainult lihtsate ühe kontuuriga ahelate, mitte paljude harudega võrkude kohta.

Resources

Kuulub nende TÜ ainete hulka

See mõiste on kaardistatud järgmis(t)e Tartu Ülikooli õppekava aine(te) osaliseks kattmiseks.