Κανόνες - Νόμοι Kirchhoff (Κύκλωμα 1)

Μπορείτε να αυξήσετε ή να μειώσετε το το μέγεθος της πηγής και των αντιστάσεων κάνοντας κλικ με το ποντίκι στο πάνω ή στο κάτω μέρος των αντικειμένων αντίστοιχα. Οι τιμές των αντιστάσεων κυμαίνονται στην περιοχή από 1 έως 10 Ω και η τιμή της τάσης της πηγής στην περιοχή από -10 έως 10 Volts. Τα αμπερόμετρα δείχνουν τις τιμές των ρευμάτων που διαρρέουν τους αγωγούς και τα βολτόμετρα δείχνουν τις τιμές των τάσεων στα άκρα των αντιστάσεων

Το κύκλωμα αποτελείται από έναν βρόχο ACDEF χωρίς διακλαδώσεις, έτσι υπάρχει μόνο ένα ρεύμα σε όλο το βρόχο. Σε κάθε πλευρά του βρόχου υπάρχουν διάφορα εξαρτήματα: μία πηγή, ένα αμπερόμετρο το οποίο μετράει το ρεύμα που διαρρέει το βρόχο, μία αντίσταση και ένα βολτόμετρο το οποίο μετράει την διαφορά τάσης στα άκρα της αντίστασης. Οι τιμές για κάθε εξάρτημα φαίνονται πάνω στο εξάρτημα ή δίπλα του. Τονίζεται ότι τα αμπερόμετρα και τα βολτόμετρα έχουν τοποθετηθεί κατά τέτοιον τρόπο ώστε να δείχνουν θετικές τιμές όταν η φορά του ρεύματος είναι από πάνω προς τα κάτω.

Μόνο δύο τύποι χρειάζονται για να λυθεί το σύστημα των εξισώσεων που περιγράφουν το σύστημα:
1. Ο Κανόνας του Kirchhoff για τον βρόχο
2. Ο Νόμος του Ohm (V/I = R, όπου I είναι το ρεύμα, V η τάση και R η αντίσταση).

Για να λύσουμε την εξίσωση πρέπει να ονομάσουμε τις διάφορες ποσότητες, για την ονομασία χρησιμοποιούμε ένα γράμμα που δείχνει τον τύπο του εξαρτήματος (I για το ρεύμα, Ε για την τάση και R για την αντίσταση) και έναν δείκτη που δείχνει τον κλάδο του κυκλώματος (Α ή C). Έτσι το ρεύμα στον αριστερό κλάδο θα είναι (από τον Νόμο του Ohm): I=V_A/R_A.

Εφαρμόζοντας τον Κανόνα του Kirchhoff για το βρόχο έχουμε:
E_A + I*R_A + I*R_C = E_C;
I = (E_C - E_A)/(R_A + R_C);

Επομένως, καθώς οι αντιστάσεις R και οι τάσεις Ε είναι γνωστές, το ρεύμα Ι μπορεί να υπολογιστεί με τον παραπάνω τύπο.

Οι τάσεις, V, στα άκρα των αντιστάσεων μπορούν να υπολογιστούν από τον νόμο του Ohm:
V=I*R

Επιμέλεια: Αθ. Κουτσονικόλας