Kirhofova pravila

0
882

 

Postoje dva Kirhofova pravila  koja se mogu koristiti za analizu bilo kog strujnog kola, jednostavnog ili složenog. Ta se pravila primjenjuju zakona o očuvanju količine naboja i zakon o očuvanju energije. Pravila su poznata kao Kirhofova pravila,  jer ih je ustanovio Gustav Kirhhofa (1824-1887).

 

Za električno kolo značajni su sljedeći pojmovi:

ČVOR predstavlja mjesto u kolu u kome se struja grana.

GRANA je dio električnog kola koji povezuje dva čvora i u kojoj se nalazi jedan ili više elemenata.

KONTURA je zatvorena električna linija u kojoj se uspostavlja struja, a u složenom kolu obuhvata dvije i više grana. U slučaju složenih strujnih kola, struja u svakoj grani strujnog kola može se izračunati pomoću dva pravila koja se zovu Kirhofova pravila. Kirhofova pravila se primjenjuju na čvorove i konture.

Primjer: Čvorovi, grane i petlje u strujnom kolu prikazani na  slici:

 

Kirhofova pravila za analizu strujnih kola su primjena zakona o zaštiti na strujna kola. Prvo pravilo je primjena očuvanja količine naboja, dok je drugo pravilo primjena očuvanja energije.

 

Prvo Kirhofovo pravilo glasi:

Zbir svih struja koje ulaze u čvor jednak je zbiru svih struja koje izlaze iz njega.

 

Ovo pravilo proizilazi iz zakona o održanju naelektrisanja.

Primjer na slici:

Algebarski zbir svih struja koje ulaze u čvor jednak je zbiru struja koje izlaze iz čvora.

 

Odnosno: Agebarski zbir svih struja koje ulaze u čvor i izlaze iz čvor jednak je nuli.

 

Primjer na slici:  

 

 

Drugo Kirhofovo pravilo glasi:

Zbir svih elektromotornih sila u kolu jednak zbiru svih padova napona na otpornicima u strujnom kolu.

 

Odnosno zbir svih elektromotornih sila i elektrootpornih sila u zatvorenom strujnom kolu jednak je nuli.

 

Primjena Kirhofovih pravila

Primjenjujući Kirhofova pravila, izvodimo jednačine koje nam omogućavaju da pronađemo nepoznate veličine  u strujnom kolu.  Nepoznate mogu biti  jačina strujea, ems  ili otpori. Svaki put kada se primjenjuje pravilo, napiše se jednačina. Mora postojati  onoliko jednačina koliko ima nepoznatih veličina u strujnom kolu, tad se jednačina može riješiti. Postoje dvije odluke koje se moraju donijeti prilikom primjene Kirhofovih pravila:

  1. Prilikom primenjivanja Kirchhoffovog prvog pravila, pravilo vezivanja, mora se obilježiti jačina struje u svakoj grani i odlučiti u kojem smjeru ide struja. Na slici jačina struja su označene: I1, I2, I3 i I, a strelice pokazuju njihove smjerove, ako odaberete pogrešan smjer jačine struje, dobivena vrijednost na kraju će biti tačna, ali če imati negativan predznak.
  2. Prilikom primjene drugog pravila Kirchhoffovog, na petlju,treba se identifikovati zatvorenu petlju i odlučiti u kojem smjeru da je okrenete, smjeru kazaljke na satu ili u suprotno smjeru kazaljke na satu. Na primjer, ako je  petlja u istom smjeru  kao i jačina struje (u smjeru kazaljke na satu). Opet, nema rizika; ako je kretanje u  strujnom kolu u suprotnom smjeru od odabranog  na kraju dobijamo negativan predznak.

 

Slika ispod i sledeće tačke će vam pomoći da odredite znakove plus ili minus prilikom primjene pravila na petljue. Treba imati na umu da se otpornici i ems  prelaze od a do b. U mnogim krugovima, neophodno je izgraditi više od pet krugova. Prilikom prelaska na svaku petlju, potrebno je da bude dosljedan znaku  pada napona.

  • Kada kroz otpornik preolazi u istom smjeru kao i jačina strujea, pad napona je -IR.
  • Kada se kroz otpornik preolazi u j suprotno od smjera jačine struje, pad napona je + IR.
  • Kada ems prelazi iz – do + (u istom smjeru pomjera pozi pozitivan naboj) pad napona je + ems.
  • Kada ems prelazi iz + u – (nasuprot prasmjeru  kretanja pozitivnog naboja), pad napona je – emf.

LEAVE A REPLY