يرتبط التيار والجهد عمومًا بدائرة كهربائية، لذا سنشرح لك كل منهما بالتفصيل مع فهم قانون كيرشوف للتيار والجهد.
للحصول على مجموعة من معلومات عالم الفيزياء كيرشوف حول هذا الموضوع، راقب مقالنا المميز دائمًا.
الفيزيائي كيرشوف
- غوستاف روبرت كيرشوف ألماني ولد في روسيا في 12 مارس 1824.
- توفي في 17 أكتوبر 1887 في ألمانيا.
- هو العالم الذي أسس مع الكيميائي روبرت بانسون نظرية التحليل الطيفي وما تعنيه هذه النظرية.
- إنها تحليل للضوء المنبعث من مادة ساخنة، وبالتالي فهي نظرية متعلقة بالتحليل الكيميائي للضوء.
- كان كيرشوف قادرًا على تطبيق نظرية التحليل الطيفي هذه بوضوح من خلال الشمس عندما ركز على الأشعة المنبعثة منها.
- عندما يمر الضوء عبر غاز ما، يمتص الغاز بسهولة هذه الأشعة، أو ما يسمى بالأطوال الموجية.
- ما جعل هذه النظرية ظهور إحداثيات رائعة في علم الفلك.
- عمل كيرشوف كمحاضر في جامعة برلين ثم أستاذًا للفيزياء في جامعة هايدلبرغ واكتشف لاحقًا قانون التيار والجهد.
- ما ساهم في شهرته واضح.
اقرأ أيضًا: مساهمة نيوتن في الفيزياء كاملة pdf
تعريف التيار الكهربائي
- إنه أي شيء له علاقة بدائرة كهربائية، من خلال تدفق الإلكترونات في تلك الدائرة.
- ولكن يجب إغلاق الدائرة بحيث إذا حدث انقطاع في تلك الدائرة أو في أي مكان آخر فيها.
- تمت مقاطعة التيار وبالتالي يجب إغلاق قاطع الدائرة.
حدد الجهد
- للبطاريات مصدر واحد للجهد، كما هو معروف الجهد.
- إنه الفرق بين نقطتين داخل الدائرة.
- لذلك، فإن وجودها في البطارية يوفر الطاقة اللازمة لحركة الإلكترونات المناسبة.
- وحركتها في دائرة كهربائية.
- وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن المصباح الكهربائي يعمل على أخذ الطاقة المخزنة من هذه البطارية.
- تحويلها إلى طاقة ضوئية هو شكل آخر من أشكال الطاقة.
- هذا يساعد على إجبار الجهد داخل المقاوم في الدائرة ليصبح سالبًا.
معلومات حول قانون كيرشوف
- تم إنشاء قانون كيرشوف للتيار والجهد بواسطة كيرشوف في عام 1845 م حيث أعلن هذين القانونين.
- هم الذين يمكنهم حساب الجهد والتيار الكهربائي كما هي النظرية.
- هذا امتداد لنظرية القانون للفيزيائي الألماني جورج سيمون أوم.
- وبالمثل، كان قانونا كيرشوف يهدفان إلى تعميم المعادلات التي تصف تدفق التيار الكهربائي.
- وأيضًا من خلال استخدام الموصلات الكهربائية ثلاثية الأبعاد، وبالتالي لعب هذان القانونان دورًا رئيسيًا في تحليل الدوائر الكهربائية.
- مما يجعلهم يقدمون عددًا كبيرًا من التطبيقات العملية في الحياة.
قانون كيرشوف للتيار والجهد
قانون كيرشوف للتيار الكهربائي
- والتي توفر مجموعة من التيارات التي تدخل عقدة معينة في الدائرة الكهربائية.
- بالإضافة إلى ذلك، لا يتم استهلاك أي تيار في هذه الدائرة على الإطلاق، بشرط أن يكون مساويًا لمجموع التيارات التي خرجت من هذه العقدة.
- منطقيا، كل خيط يذهب يجب أن يعود مرة أخرى.
- يتم التعبير عن تيار كيرشوف أيضًا بالمعادلة التالية.
- والقانون الآتي: مجموع التيارات التي تدخل نقطة الاتصال = مجموع التيارات الخارجة منها.
- بجانب اتجاه التيار الكهربائي، يوجد هذا القانون عند تطبيقه على دائرة كهربائية.
- يتم فرض اتجاه التيار في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة.
- لذلك، إذا كانت الفرضية معاكسة للصواب، يتم إنتاج إشارة تيار سالبة، حيث يتم استخدام الفرضية في كل هذه المعادلات.
- وكذلك هو المجموع الجبري لكل الكمون في دائرة مغلقة تقع في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة.
- يجب أن يكون الصفر، أو مجموع الفولتية المتزايدة في فرق الجهد، في المسار المغلق من – إلى + مساويًا لمجموع الفولتية الهابطة.
- مما يساهم في تقليل فرق الجهد الذي يساوي + إلى -.
الشكل المقابل لهذه المعادلة هو: –
- V3 + V1 – V2 – V4 = 0
- أيضًا V2 + V4 – V3 – V1 = 0
- V1 + V3 = V2 + V4
قانون كيرشوف للجهد الكهربائي
- توتر. بالنسبة إلى Kirchhoff، يتم التعبير عنها كمجموع تغيرات الجهد التي تحدث في دائرة مغلقة.
- يجب أن يكون دائمًا صفرًا، لذلك عند حساب الجهد وإضافته عبر كل مكون من مكونات الدائرة على طول الحلقة المغلقة.
- عندها سيكون مجموع كل هذه الجهود صفرًا.
- يتم التعبير عن قانون الإجهاد في كيرشوف من خلال علاقة رياضية يتم التعبير عنها من خلال هذه المعادلة.
- الجهد 1 + الجهد 2 + الجهد 3 = صفر.
معلومات حول قوس ويتستون
- كان تشارلز ويتستون عالمًا ومستكشفًا إنجليزيًا درس العلوم العامة وتخصص في الفيزياء.
- قاده ذلك إلى التوصل إلى طريقة لتحديد المقاومة غير المعروفة باستخدام جهاز يسمى جسر ويتستون أو جسر ويتستون.
- إنه جسر ينتج عناصر وزن ويقارن ويقيس مقاومات أخرى تتراوح من أوم واحد إلى ميغا أوم.
- والهيكل الرئيسي لهذا الجسر، من خلال أربعة أذرع مقاومة ABRS.
- من أجل تزويدها بالتيار والجلفانومتر.
قد تكون مهتمًا بـ: دراسة التوازن الكيميائي والديناميكي في الفيزياء
تطبق قوانين كيرشوف
قانون كيرشوف الأول
- يستخدم قانون كيرشوف الأول على النحو التالي لكل نقطة من النقاط التالية أ، ب، ج، د
- أنا – I1 – I3 = 0
- لذلك، I2 + I4 – I = 0
- أنا 1 – I2 – I5 = 0
- أيضًا I3 – I4 – I6 = 0
قانون كيرشوف الثاني
- بينما يتم استخدام قانون Kirchhoff الثاني لحساب مجموع الإجهاد الجبري على النحو التالي: –
- في الدائرة المغلقة ABDA، I1R1 – I5RG + I6RG + I3R3 = 0
- أيضًا، في الدائرة المغلقة BCDB I2R2 + I4R4 – I6R6 + I5R5 = 0
- في الدائرة المغلقة ADCEFA I3R3 – I4R4 – IR = 0
التوازن في الجسر
- في حالة تطبيق حالة التوازن في الجسر بحيث لا يتدفق التيار في الجلفانومتر IG، فهذا يعني بالضرورة ما يلي: –
- I1 = I2، I3 = I4، I5 = I6
- عند تطبيق هذا القانون على معادلات مجموع الفروق المحتملة نجد ما يلي: –
- I1 R1 = I3 R3
- I2 R2 = I4 R4
- لذلك، عند تقسيم المعادلتين أعلاه، يتم استخدام المعادلة التالية: –
- R1 / R2 = R3 / R4
استنتاج حول البحث عن قانون كيرشوف في الفيزياء
من هذين القانونين نستنتج أن أهم طريقة لإيجاد التيار الكهربائي هي كما يلي: –
- حدد الاتجاه المطلوب للتيار الكهربائي ثم طبق قانون كيرشوف الأول.
- عن طريق كتابة معادلة هذا التيار الكهربائي.
- احصل على المسار المغلق من النقطة المحددة ثم استخدم قانون Kirchhoff الثاني.
- بكتابة معادلة فرق الجهد.
- حل المعادلات التي نشأت نتيجة الحذف، وكذلك نتيجة الاستبدال، من الممكن إيجاد التيارات.
- ثم احصل على الجهد الذي تم تطبيقه على المقاومة بموجب قانون أوم.
انظر أيضاً: دراسة ثابت بولتزمان في الفيزياء
في نهاية بحثنا، عرفنا كل تفاصيل أحد أهم وأشهر قوانين الفيزياء وأكثرها شيوعًا، وهي قوانين التيار الكهربائي والجهد الكهربائي.
أدى ذلك إلى عدد من التحديثات المهمة في عالم الفيزياء وتبسيط عدد كبير من المعادلات والإجراءات الفيزيائية والرياضية. كن بصحة جيدة.