वर्तमान और वोल्टेज के लिए किर्चॉफ के नियम

1845 में, जर्मन भौतिक विज्ञानी गुस्ताव किरचॉफ पहले दो कानूनों का वर्णन किया गया जो इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के लिए केंद्रीय हो गए। किरचॉफ का वर्तमान कानून, जिसे किर्चोफ जंक्शन कानून के रूप में भी जाना जाता है, और किरचॉफ का पहला कानून, इसे परिभाषित करता है: विधुत धारा वितरित किया जाता है जब यह एक जंक्शन से होकर गुजरता है - एक बिंदु जहां तीन या अधिक कंडक्टर मिलते हैं। एक और तरीका रखो, किर्चॉफ के नियम कहते हैं कि विद्युत नेटवर्क में नोड छोड़ने वाली सभी धाराओं का योग हमेशा शून्य के बराबर होता है।

ये कानून वास्तविक जीवन में बेहद उपयोगी हैं क्योंकि वे एक विद्युत सर्किट लूप में जंक्शन बिंदु और वोल्टेज के माध्यम से प्रवाहित धाराओं के मूल्यों के संबंध का वर्णन करते हैं। वे वर्णन करते हैं कि कैसे बिजली के सभी उपकरणों और उपकरणों के साथ-साथ पूरे घरों और व्यवसायों में बिजली के करंट प्रवाहित होते हैं, जो पृथ्वी पर लगातार उपयोग में हैं।

विशेष रूप से, कानून राज्य:

किसी भी जंक्शन में धारा का बीजीय योग शून्य है।

चूंकि एक चालक के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह होता है, इसलिए यह एक जंक्शन पर नहीं बन सकता है, जिसका अर्थ है कि वर्तमान को संरक्षित किया जाता है: जो अंदर जाना चाहिए। एक जंक्शन का एक प्रसिद्ध उदाहरण चित्र: ए

गणना करते समय, जंक्शन से बाहर और बहने वाली धारा में आम तौर पर विपरीत संकेत होते हैं। आप किरचॉफ के वर्तमान कानून को निम्नानुसार भी बता सकते हैं:

एक जंक्शन में करंट का योग जंक्शन से करंट के योग के बराबर होता है।

आप दो कानूनों को और अधिक विशेष रूप से तोड़ सकते हैं।

तस्वीर में, चार कंडक्टर (तारों) का एक जंक्शन दिखाया गया है। धाराओं v₂ तथा v₃ जंक्शन में बह रहे हैं, जबकि v₁ तथा v₄ उसमें से बहो। इस उदाहरण में, किर्चोफ़ का जंक्शन नियम निम्नलिखित समीकरण देता है:

v₂ + v₃ = v₁ + v₄

किरचॉफ के वोल्टेज कानून के वितरण का वर्णन है विद्युत वोल्टेज एक लूप के भीतर, या एक विद्युत परिपथ को बंद करने वाला पथ। किरचॉफ के वोल्टेज कानून में कहा गया है कि:

किसी भी लूप में वोल्टेज (संभावित) अंतर का बीजगणितीय योग शून्य के बराबर होना चाहिए।

वोल्टेज अंतर में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र (ईएमएफ) और प्रतिरोधक तत्व जैसे कि शामिल हैं प्रतिरोधों, बिजली स्रोतों (बैटरी, उदाहरण के लिए) या उपकरणों-लैंप, टीवी, और ब्लोअर-में प्लग किया गया सर्किट। जब आप सर्किट में किसी भी व्यक्तिगत छोरों के चारों ओर आगे बढ़ते हैं, तो वोल्टेज और ऊपर गिरते हुए इसे देखें।

किरचॉफ के वोल्टेज कानून के बारे में आता है क्योंकि विद्युत सर्किट के भीतर इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र एक रूढ़िवादी बल क्षेत्र है। वोल्टेज प्रणाली में विद्युत ऊर्जा का प्रतिनिधित्व करता है, इसलिए इसे ऊर्जा के संरक्षण के विशिष्ट मामले के रूप में सोचें। जैसा कि आप एक लूप के चारों ओर जाते हैं, जब आप शुरुआती बिंदु पर पहुंचते हैं तो उसमें उतनी ही क्षमता होती है, जितनी कि जब थी आपने शुरू किया, इसलिए लूप के साथ कोई भी वृद्धि और घटती है, कुल परिवर्तन के लिए रद्द करना पड़ता है शून्य। यदि वे नहीं करते हैं, तो प्रारंभ / अंत बिंदु पर संभावित दो अलग-अलग मान होंगे।

वोल्टेज नियम का उपयोग करने के लिए कुछ संकेत सम्मेलनों की आवश्यकता होती है, जो वर्तमान नियम के अनुसार आवश्यक नहीं हैं। लूप के साथ जाने के लिए एक दिशा (दक्षिणावर्त या वामावर्त) चुनें। EMF (पावर स्रोत) में पॉजिटिव से नेगेटिव (+ से -) तक यात्रा करते समय वोल्टेज गिरता है, इसलिए वैल्यू नेगेटिव होती है। जब ऋणात्मक से धनात्मक (- से +) जा रहा हो, तो वोल्टेज ऊपर जाता है, इसलिए मान धनात्मक होता है।

याद रखें कि किरचॉफ के वोल्टेज कानून को लागू करने के लिए सर्किट के आसपास यात्रा करते समय, सुनिश्चित करें कि आप हमेशा उसी में जा रहे हैं यह निर्धारित करने के लिए कि किसी दिए गए तत्व में वृद्धि या कमी का प्रतिनिधित्व करता है या नहीं, यह निर्धारित करने के लिए दिशा (दक्षिणावर्त या वामावर्त) वोल्टेज। यदि आप अलग-अलग दिशाओं में घूमना शुरू करते हैं, तो आपका समीकरण गलत होगा।

एक अवरोधक को पार करते समय, वोल्टेज परिवर्तन सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

मैं * आर

कहाँ पे मैं वर्तमान का मान है और आर प्रतिरोधक का प्रतिरोध है। वर्तमान दिशा में उसी तरह से पार करना जैसा कि वोल्टेज का अर्थ है कि वोल्टेज नीचे जाती है, इसलिए इसका मान ऋणात्मक है। वर्तमान के विपरीत दिशा में एक अवरोधक को पार करते समय, वोल्टेज मान सकारात्मक होता है, इसलिए यह बढ़ रहा है।

Kirchhoff के कानून के लिए सबसे बुनियादी अनुप्रयोग विद्युत सर्किट से संबंधित हैं। आप मध्य विद्यालय के भौतिकी से याद कर सकते हैं कि एक सर्किट में बिजली एक निरंतर दिशा में प्रवाहित होनी चाहिए। यदि आप प्रकाश स्विच बंद करते हैं, उदाहरण के लिए, आप सर्किट को तोड़ रहे हैं, और इसलिए प्रकाश बंद कर रहे हैं। एक बार जब आप स्विच को फिर से फ्लिप करते हैं, तो आप सर्किट को फिर से खोलते हैं, और रोशनी वापस आती है।

या, अपने घर या क्रिसमस के पेड़ पर रोशनी के तार लगाने के बारे में सोचें। अगर सिर्फ एक प्रकाश बल्ब बाहर निकलता है, तो रोशनी का पूरा तार बाहर निकल जाता है। इसका कारण यह है कि टूटी हुई रोशनी से रुकी हुई बिजली के पास जाने की कोई जगह नहीं है। यह प्रकाश स्विच को बंद करने और सर्किट को तोड़ने के समान है। किरचॉफ के नियमों के संबंध में इसका दूसरा पहलू यह है कि सभी बिजली के एक जंक्शन से बाहर जाने और प्रवाहित होने का योग शून्य होना चाहिए। जंक्शन में जाने वाली बिजली (और सर्किट के चारों ओर बहने वाली) बराबर शून्य होनी चाहिए क्योंकि जो बिजली जाती है वह भी बाहर आनी चाहिए।

तो, अगली बार जब आप अपने जंक्शन बॉक्स पर काम कर रहे हों या ऐसा करने वाले इलेक्ट्रीशियन को देख रहे हों, बिजली की छुट्टी की रोशनी को कम कर रहे हों या अपने टीवी या कंप्यूटर को चालू या बंद करना, याद रखें कि किरचॉफ ने सबसे पहले बताया कि यह सब कैसे काम करता है, इस प्रकार आयु के अनुसार बिजली।