Κανόνες Kirchhoff και όργανα μέτρησης

Στις απλές περι­πτώ­σεις ηλε­κτρι­κών κυκλω­μά­των (π.χ. πηγή, δια­κό­πτης, αντι­στά­της) η σχέ­ση μετα­ξύ τάσης, έντα­σης του ρεύ­μα­τος και αντί­στα­σης είναι πάρα πολύ απλή και εκφρά­ζε­ται από τον νόμο του Ohm. Ωστό­σο υπάρ­χουν συν­δε­σμο­λο­γί­ες, όπως αυτή της εικό­νας, πολύ πιο πολύ­πλο­κες. Για τη μελέ­τη τέτοιων κυκλω­μά­των χρη­σι­μο­ποιού­με τους κανό­νες Kirchhoff (Κίρ­χοφ).

Οι δύο αυτοί κανό­νες προ­κύ­πτουν από δύο θεμε­λιώ­δεις αρχές της φύσης.

1^ος Κανό­νας του Kirchhoff

Με απλό τρό­πο μπο­ρεί να δια­τυ­πω­θεί ως εξής:

Σε έναν κόμ­βο όπου συνα­ντώ­νται διά­φο­ροι αγω­γοί, το αλγε­βρι­κό άθροι­σμα των εντά­σε­ων όλων των ρευ­μά­των είναι ίσο με το μηδέν.

ΣΙ = 0

Όταν αθροί­ζου­με τις εντά­σεις, θεω­ρού­με θετι­κές αυτές που εισέρ­χο­νται στον κόμ­βο και αρνη­τι­κές αυτές που εξέρ­χο­νται.

Ο κανό­νας αυτός προ­κύ­πτει από την αρχή δια­τή­ρη­σης του φορ­τί­ου. Σε κανέ­να σημείο του κυκλώ­μα­τος δεν υπάρ­χει απώ­λεια ή συσ­σώ­ρευ­ση ηλε­κτρι­κού φορ­τί­ου. Έτσι, τα φορ­τία που φτά­νουν σε έναν κόμ­βο, σε ορι­σμέ­νο χρο­νι­κό διά­στη­μα, θα πρέ­πει να είναι ίσα με τα φορ­τία που εξέρ­χο­νται από αυτόν στο ίδιο χρο­νι­κό διά­στη­μα.

2^ος Κανό­νας του Kirchhoff

Δια­τυ­πώ­νε­ται ως εξής:

Σε οποι­aδή­πο­τε κλει­στή δια­δρο­μή (βρόγ­χο) ενός ηλε­κτρι­κού κυκλώ­μα­τος το αλγε­βρι­κό άθροι­σμα των δια­φο­ρών δυνα­μι­κού είναι ίσο με μηδέν.

Σ(ΔV) = 0

Φαντά­σου πως δια­τρέ­χου­με έναν κλει­στό βρόγ­χο κυκλώ­μα­τος από κάποιο σημείο, μέχρι να κατα­λή­ξου­με πάλι σε αυτό. Θεω­ρού­με ως θετι­κές τις εντά­σεις των ρευ­μά­των που είναι ομόρ­ρο­πες με την κίνη­σή μας και ως αρνη­τι­κές τις αντίρ­ρο­πες με αυτήν. Επί­σης θεω­ρού­με θετι­κές τις ΗΕΔ που προ­κα­λούν ρεύ­μα ομόρ­ρο­πο με τη φορά της κίνη­σης.

Ο δεύ­τε­ρος κανό­νας του Kirchhoff προ­κύ­πτει από την αρχή δια­τή­ρη­σης της ενέρ­γειας.

Παρου­σί­α­ση

Παρα­κά­τω θα βρεις μια ανα­λυ­τι­κή παρου­σί­α­ση των νόμων του Κίρ­χοφ σε κλει­στό ηλε­κτρι­κό κύκλω­μα και των βασι­κών οργά­νων μέτρη­σης που χρη­σι­μο­ποιού­με. Την παρου­σί­α­ση έχει επι­με­λη­θεί ο Μερ­κού­ρης Πανα­γιω­τό­που­λος.

Ακο­λου­θεί ένα ηλε­κτρο­νι­κό quiz με ερω­τή­σεις κλει­στού τύπου.