Wirtualne laboratorium/Fizyka/Elektryczność/Prawa Kirchhoffa — bilans w obwodzie

Prawa Kirchhoffa — bilans w obwodzie

Ustaw prądy wpływające do węzła. I prawo Kirchhoffa mówi, że suma prądów wpływających równa się sumie wypływających (bilans ładunku). II prawo: suma napięć w oczku to zero (bilans energii). Zobacz węzeł i przepływy.

Prawa Kirchhoffa — bilans w obwodzie
Fizyka · Elektryczność · Prawa Kirchhoffa (FIZ.PRAD.PP.05)
Prąd wpływający I1I_12.0 A
Prąd wpływający I2I_21.5 A
Suma prądów wpływających do węzła równa jest:
prąd I₁
2.00 A
prąd I₂
1.50 A
prąd I₃ = I₁+I₂
3.50 A
🎯 Wyzwanie: trafuj prąd wypływający
seria: 0

Dam Ci docelowy prąd wypływający z węzła — dobierz I₁ i I₂, by bilans dał tę wartość. I₃ = I₁ + I₂.

Co się właśnie stało?

Dołożyłeś prąd do jednej z gałęzi wpływających, a prąd wypływający z węzła wzrósł o dokładnie tyle samo. Ładunek nie może się gromadzić w punkcie — ile wpływa, tyle musi wypłynąć.

I prawo Kirchhoffa (węzłowe):

∑Iwpływ=∑Iwypływ⟺I1+I2=I3\sum I_{\text{wpływ}} = \sum I_{\text{wypływ}} \quad\Longleftrightarrow\quad I_1 + I_2 = I_3

— suma prądów wpływających do węzła równa jest sumie prądów wypływających. To bezpośredni skutek zasady zachowania ładunku: w węźle nic nie ginie i nic nie powstaje.

Zapis z bilansem zerowym:

∑kIk=0\sum_k I_k = 0

— jeśli prądom wpływającym przypiszemy znak „+", a wypływającym „−", ich suma w węźle wynosi zero. To ten sam warunek zapisany inaczej.

A II prawo Kirchhoffa?

W dowolnym oczku obwodu suma napięć wynosi zero: ∑U=0\sum U = 0. To z kolei skutek zasady zachowania energii — obchodząc pętlę i wracając do punktu startu, wracamy do tego samego potencjału.

Po co Ci to na maturze:

I prawo (węzły) plus II prawo (oczka) pozwalają ułożyć równania dla dowolnego obwodu rozgałęzionego. Chwyt: zaznacz kierunki prądów, wypisz bilans w każdym węźle i sumę napięć w każdym oczku — reszta to rozwiązanie układu równań.

Zapamiętaj: w węźle ile prądu wpływa, tyle wypływa (ΣI = 0 — zachowanie ładunku); w oczku suma napięć to zero (ΣU = 0 — zachowanie energii). To dwa filary analizy obwodów.

Model poglądowy · Wirtualne laboratorium NexTutor

Spodobał Ci się eksperyment? Udostępnij go.

Jest darmowy — podeślij znajomym ze szkoły.

Teoria i wzory

I prawo (węzeł)

Suma prądów wpływających do węzła równa się sumie wypływających (zachowanie ładunku): ∑Iwe=∑Iwy\sum I_{we} = \sum I_{wy}

II prawo (oczko)

W zamkniętym oczku suma spadków napięć równa sumie sił elektromotorycznych (zachowanie energii): ∑ε=∑IR\sum \varepsilon = \sum I R

Oba prawa pozwalają obliczyć prądy w rozgałęzionych obwodach.

Oznaczenia: II — natężenie prądu, RR — opór, ε\varepsilon — siła elektromotoryczna.

Uczysz? Umieść ten eksperyment na swojej stronie.

Darmowy widget — wklej na stronę szkoły, bloga lub notatki. Linkuje do pełnej wersji.

Uczysz w klasie albo korepetujesz? Prowadź uczniów w NexTutor →

Najczęstsze pytania

›

Co mówi I prawo Kirchhoffa?

Suma natężeń prądów wpływających do węzła równa jest sumie prądów wypływających — ładunek nie gromadzi się w węźle.

›

Co mówi II prawo Kirchhoffa?

W dowolnym zamkniętym oczku suma spadków napięć równa jest sumie sił elektromotorycznych — ΣU=0.

›

Z czego wynikają prawa Kirchhoffa?

Z zasad zachowania ładunku (I prawo) i energii (II prawo).

Teoria (klasa): FIZ.3.2.2 → Lekcja maturalna: FIZ.M.5.2 →

Powiązane eksperymenty

Obwody szeregowe i równoległe — opór zastępczy →SEM i opór wewnętrzny ogniwa →Prawo Ohma — wzór I = U/R, napięcie, opór, prąd →