| 
ΚΑΝΟΝΕΣ ΤΟΥ KIRCHHOFF
ΑMΠΕΡΟΜΕΤΡΟ
Αν το αμπερόμετρο θεωρηθεί ιδανικό (μηδενική εσωτερική αντίσταση),η σύνδεση του δεν επηρεάζει το κύκλωμα, οπότε το αμπερόμετρο δείχνει την ένταση του ρεύματος,που διέρρεε το κύκλωμα,πριν τη σύνδεση του.
1ΟΣ ΚΑΝΟΝΑΣ ΤΟΥ KIRCHHOFF (ΚΙΡΧΟΦ)
Κλάδος λέγεται το τμήμα του κυκλώματος που βρίσκεται μεταξύ δύο κόμβων.Οι αγωγοί ΒΖΓ,ΒΗΓ και ΓΔΒ είναι κλάδοι του κυκλώματος.Όλα τα στοιχεία ενός κλάδου διαρρέονται από την ίδια ένταση ηλεκτρικού ρεύματος.
Το αμπερόμετρο Α δείχνει την ένταση του ρεύματος που διαρρέει τον κλάδο ΓΔΒ.Είναι I=20 mA.Το αμπερόμετρο Α1 δείχνει την ένταση του ρεύματος που διαρρέει τον κλάδο ΒΖΓ.Είναι Ι1=8 mA.Το αμπερόμετρο Α2 δείχνει την ένταση του ρεύματος που διαρρέει τον κλάδο ΒΗΓ.
Είναι Ι2=12 mA.Παρατηρούμε ότι:
Παρατηρούμε ότι:
 |
| ΚΑΝΟΝΕΣ ΤΟΥ KIRCHHOFF |
Το αμπερόμετρο είναι όργανο που μετράει την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος.Το αμπερόμετρο λειτουργεί με βάση τα θερμικά ή τα μαγνητικά αποτελέσματα του ηλεκτρικού ρεύματος.Έχει δύο ακροδέκτες Κ και Λ,που αντιστοιχούν στα σημεία εισόδου και εξόδου του ηλεκτρικού ρεύματος.
 |
| Το αμπερόμετρο είναι όργανο που μετράει την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος |
Για να μετρήσουμε την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος σ' ένα κύκλωμα,παρεμβάλλουμε το αμπερόμετρο στο σημείο ακριβώς που θέλουμε να τη μετρήσουμε.Δηλαδή,κόβουμε τον αγωγό του κυκλώματος στο σημείο Μ και στα δύο άκρα που δημιουργούνται,συνδέουμε τους δύο ακροδέκτες του αμπερομέτρου.Η σύνδεση αυτή του αμπερομέτρου λέγεται σύνδεση σε σειρά.
.jpg) |
| Το αμπερόμετρο έχει δύο ακροδέκτες Κ και Λ,που αντιστοιχούν στα σημεία εισόδου και εξόδου του ηλεκτρικού ρεύματος |
Αν στο κύκλωμα παρεμβάλλουμε το αμπερόμετρο στο σημείο Ν,τότε παίρνουμε το κύκλωμα και παρατηρούμε ότι η ένδειξη του αμπερομέτρου είναι ίδια με την προηγούμενη.
Αυτό σημαίνει ότι η στιγμιαία ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος είναι ίδια σε όλα τα σημεία ενός αγωγού.Αυτό είναι συνέπεια της αρχής διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου.Όσο φορτίο διέρχεται από κάποια διατομή του αγωγού ανά μονάδα χρόνου,τόσο φορτίο διέρχεται από οποιαδήποτε άλλη διατομή ενός αγωγού ανά μονάδα χρόνου.
Αυτό σημαίνει ότι η στιγμιαία ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος είναι ίδια σε όλα τα σημεία ενός αγωγού.Αυτό είναι συνέπεια της αρχής διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου.Όσο φορτίο διέρχεται από κάποια διατομή του αγωγού ανά μονάδα χρόνου,τόσο φορτίο διέρχεται από οποιαδήποτε άλλη διατομή ενός αγωγού ανά μονάδα χρόνου.
.jpg) |
| Σύνδεση αμπερομέτρου σε κύκλωμα |
Επομένως,κατά μήκος ενός ρευματοφόρου αγωγού δεν υπάρχουν ούτε «πηγές»,ούτε«καταβόθρες» ηλεκτρικών φορτίων.
1ΟΣ ΚΑΝΟΝΑΣ ΤΟΥ KIRCHHOFF (ΚΙΡΧΟΦ)
Ας αναφερθούμε στο κύκλωμα που φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:
Κόμβος λέγεται το σημείο ενός κυκλώματος, στο οποίο συναντιούνται τουλάχιστον τρεις ρευματοφόροι αγωγοί.Τα σημεία Β και Γ είναι κόμβοι του κυκλώματος.
.jpg) |
| Πειραματική επαλήθευση 1ου κανόνα Kirchhoff |
Είναι Ι2=12 mA.Παρατηρούμε ότι:
I = I1+I2
Δηλαδή,το άθροισμα των εντάσεων των ρευμάτων,που «εισέρχονται» σ' ένα κόμβο, ισούται με το άθροισμα των εντάσεων των ρευμάτων,που «εξέρχονται» απ' αυτόν.
Σ(Iεισ) = Σ(Iεξ)
Η προηγούμενη πρόταση είναι η διατύπωση του 1ου κανόνα του Kirchhoff,οποίος είναι συνέπεια της αρχής διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου.
Όσο φορτίο «φτάνει» στον κόμβο ανά μονάδα χρόνου,τόσο φορτίο «φεύγει» απ' αυτόν ανά μονάδα χρόνου.Οι κόμβοι δεν είναι ούτε «πηγές»,ούτε «καταβόθρες» φορτίων.
.jpg) |
| Κόμβος ηλεκτρικού κυκλώματος με επισήμανση των εντάσεων του ηλεκτρικού ρεύματος.Με βάση τον πρώτο κανόνα του Κίρχοφ μπορούμε να υπολογίσουμε τη φορά και το μέγεθος της έντασης Ι3,αν γνωρίζουμε τις άλλες δύο εντάσεις |
.jpg) |
| Ο Γκούσταβ Ρόμπερτ Κίρχοφ (Gustav Robert Kirchhoff,12 Μαρτίου 1824–17 Οκτωβρίου 1887) ήταν Γερμανός φυσικός,ο οποίος έχει συνεισφέρει σε διάφορα πεδία της φυσικής και της χημείας όπως η μηχανική,ο ηλεκτρισμός,η φασματογραφία,η θερμική ακτινοβολία και η αστροφυσική.Γύρω στο 1845 μελέτησε τους νόμους που διέπουν τα ηλεκτρικά κυκλώματα,και στη συνέχεια έδειξε ότι η ταχύτητα αποστολής ενός ηλεκτρικού σήματος είναι ίση με την ταχύτητα του φωτός. |
Αν αυθαίρετα θεωρήσουμε τις εντάσεις των ρευμάτων,που φτάνουν στον κόμβο ως θετικές και τις εντάσεις των ρευμάτων,που φεύγουν από τον κόμβο ως αρνητικές,η σχέση I=I1+I2 γράφεται:
I-I1-I2=0
οπότε ο 1ος κανόνας του Kirchhoff διατυπώνεται και ως εξής:
Σ' ένα κόμβο το αλγεβρικό άθροισμα των εντάσεων των ρευμάτων ισούται με μηδέν,δηλαδή:
Σ' ένα κόμβο το αλγεβρικό άθροισμα των εντάσεων των ρευμάτων ισούται με μηδέν,δηλαδή:
ΣI=0
ΒOΛΤΟΜΕΤΡΟ
Βολτόμετρο είναι το όργανο που χρησιμοποιούμε για να μετρήσουμε τη διαφορά δυναμικού (τάση) μεταξύ δύο σημείων ενός κυκλώματος.Το βολτόμετρο λειτουργεί με βάση τα θερμικά ή τα μαγνητικά αποτελέσματα του ηλεκτρικού ρεύματος.Το βολτόμετρο έχει δύο ακροδέκτες Κ και Λ,που συνδέονται με τα σημεία του κυκλώματος,μεταξύ των οποίων θέλουμε να μετρήσουμε τη διαφορά δυναμικού (τάση).
.jpg) |
| Βολτόμετρο είναι το όργανο που χρησιμοποιούμε για να μετρήσουμε τη διαφορά δυναμικού (τάση) μεταξύ δύο σημείων ενός κυκλώματος |
Για να μετρήσουμε τη διαφορά δυναμικού (τάση) μεταξύ δύο σημείων Α και Β ενός κυκλώματος,συνδέουμε αγώγιμα τους ακροδέκτες του βολτομέτρου με τα σημεία αυτά.
.jpg) |
| Το βολτόμετρο έχει δύο ακροδέκτες Κ και Λ,που συνδέονται με τα σημεία του κυκλώματος,μεταξύ των οποίων θέλουμε να μετρήσουμε τη διαφορά δυναμικού (τάση) |
Το βολτόμετρο συνδέεται χωρίς να διακοπεί το κύκλωμα.Η σύνδεση αυτή του βολτομέτρου λέγεται σύνδεση σε διακλάδωση ή παράλληλη σύνδεση.
.jpg) |
| Σύνδεση βολτομέτρου σε κύκλωμα |
Αν το βολτόμετρο θεωρηθεί ιδανικό (άπειρη εσωτερική αντίσταση),η σύνδεσή του δεν επηρεάζει το κύκλωμα,οπότε το βολτόμετρο δείχνει την τάση μεταξύ των σημείων Α και Β,πριν τη σύνδεσή του.
2ΟΣ ΚΑΝΟΝΑΣ ΤΟΥ KIRCHHOFF (ΚΙΡΧΟΦ)
Ας αναφερθούμε στο κύκλωμα που φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.Το βολτόμετρο V δείχνει την τάση VAΓ,που είναι και η τάση στους πόλους της πηγής.Είναι VAΓ=12 V.Το βολτόμετρο V1 δείχνει την τάση VAB.Είναι VAB=9 V.Το βολτόμετρο V2 δείχνει την τάση VBΓ.Είναι VBΓ=3 V.
.jpg) |
| Πειραματική επαλήθευση 2ου κανόνα Kirchhoff |
VAΓ=VΑΒ+VΒΓ
VΑΒ+VΒΓ-VAΓ=0
VΑΒ+VΒΓ+VΓΑ=0
Δηλαδή,κατά μήκος μιας κλειστής διαδρομής σ' ένα κύκλωμα το αλγεβρικό άθροισμα των διαφορών δυναμικού ισούται με μηδέν.
Σ(ΔV)=0
Η προηγούμενη πρόταση είναι η διατύπωση του 2ου κανόνα του Kirchhoff,ο οποίος είναι συνέπεια της αρχής διατήρησης της ενέργειας.
.jpg) |
| Απλό κύκλωμα με επισήμανση των κόμβων. Με βάση το δεύτερο κανόνα του Κίρχοφ ισχύει ότι VΑΕ+VΕΔ+VΔΒ+VΒΑ=0 |
Κάθε κλειστή διαδρομή σ' ένα κύκλωμα λέγεται βρόχος.
ΔΙΠΟΛΟ ΚΑΙ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗ ΚΑΜΠΥΛΗ ΔΙΠΟΛΟΥ
Ένα κύκλωμα μπορεί να περιέχει λαμπτήρες,αντιστάτες,πυκνωτές,πηνία, ηλεκτρικές πηγές και άλλα στοιχεία.Το κοινό τους χαρακτηριστικό είναι ότι καθένα έχει δύο άκρα,που λέγονται πόλοι.Γι' αυτό τα στοιχεία αυτά λέγονται δίπολα.
Η λειτουργία ενός διπόλου εξαρτάται από τις τιμές της τάσης που υπάρχει στα άκρατου.Αυτή καθορίζει τις τιμές της έντασης του ρεύματος που το διαρρέει.Γενικά,για κάθε δίπολο υπάρχει μια συνάρτηση I=f(V).
Η γραφική της παράσταση λέγεται χαρακτηριστική καμπύλη του διπόλου.Η γνώση της μας βοηθάει στη διάκριση των δίπολων μεταξύ τους και στην πρόβλεψη της λειτουργίας τους,όταν τα συνδέσουμε σε κάποιο κύκλωμα.
Ένα κύκλωμα μπορεί να περιέχει λαμπτήρες,αντιστάτες,πυκνωτές,πηνία, ηλεκτρικές πηγές και άλλα στοιχεία.Το κοινό τους χαρακτηριστικό είναι ότι καθένα έχει δύο άκρα,που λέγονται πόλοι.Γι' αυτό τα στοιχεία αυτά λέγονται δίπολα.
Η λειτουργία ενός διπόλου εξαρτάται από τις τιμές της τάσης που υπάρχει στα άκρατου.Αυτή καθορίζει τις τιμές της έντασης του ρεύματος που το διαρρέει.Γενικά,για κάθε δίπολο υπάρχει μια συνάρτηση I=f(V).
Η γραφική της παράσταση λέγεται χαρακτηριστική καμπύλη του διπόλου.Η γνώση της μας βοηθάει στη διάκριση των δίπολων μεταξύ τους και στην πρόβλεψη της λειτουργίας τους,όταν τα συνδέσουμε σε κάποιο κύκλωμα.
