قانون كيرشوف للتيار والجهد
محتويات
التيار والجهد الكهربائي
يمكن فهم آلية عمل كيفية عمل الدارة الكهربائية بدايًة وقانون كيرشوف للتيار والجهد من خلال فهم أنّ التيار الكهربائي هو تدفق للإكترونات في الدارة وليحدث ذلك يحتاج إلى شروط منها يجب أن تكون الدارة الكهربائية مُغلقة بحيث إذا حدث انقطاع في مكان ما فيها فإنّ التيار يتوقف، كما يجب أنّ يكون المفتاح الكهربائي في الدارة الكهربائية مُغلق، أما عن الجهد الكهربائي فهو الفرق بين نقطتين في الدارة؛ فالبطاريات فيها هي إحدى مصادر الجهد، لأنّها توفر الطاقة اللازمة لحركة الإلكترونات في الدارة والمصباح الكهربائي يأخذ الطاقة التي توفرها البطارية وتحولها إلى شكل آخر من أشكال الطاقة كالطاقة الضوئية مما يؤدي لجعل الجهد الكهربائي عبر المقاوم في الدارة سالبًا.[١]
قانون كيرشوف للتيار والجهد
أعلن كيرشوف في عام 1845م لأول مرة عن قانونين يسمحان بحساب الجهد الكهربائي والتيار والمقاومة الكهربائية وكان ذلك تمديدًا لنظرية العالم الفيزيائي الألماني جورج سيمون أوم، وقام العالم كيرشوف بتعميم المعادلات التي تصف تدفق التيار الكهربائي عبر الموصلات الكهربائية ثلاثية الأبعاد، ولقد أُثبت في دراسات أخرى أنّ التيار يتدفق عبر الموصل بسرعة الضوء[٢]، والقانونين هما: قانون كيرشوف للتيار وقانون كيرشوف للجهد الكهربائي، وهما الأساس لتحليل الدوائر الكهربائية واللذين يدخلان في العديد من التطبيقات في الحياة العملية[٣]، وسيتم توضيح قانون كيرشوف للتيار والجهد فيما يأتي:
قانون كيرشوف للتيار
ينص قانون كيرشوف للتيار على أنّ مجموع التيارات التي تدخل في عُقدة معينة في الدارة يجب أن تساوي مجموع التيارات الخارجة من تلك العقدة، ولا يتم اسهلاك التيار أبدًا في الدارة؛ لذلك من المنطقي أنّ كل التيارالذي يذهب يجب أن يعود مرة أُخرى[١]، ويُعبّر عن ذلك بعلاقة رياضية من خلال القانون الآتي:
مجموع التيارات الداخلة في نقطة تفرع = مجموع التيارات الخارجة منها [٣].
قانون كيرشوف للجهد
ينص قانون كيرشوف للجهد على أنّ مجموع التغييرات في الجهد المار في دارة مغلقة يجب أن يكون دائمًا صفرًا، وهذا يعني أنه في حال القيام بإضافة جهد كهربائي عبر كل مكون من مكونات الدارة على طول الحلقة، فسيكوم مجموع الجهود صفرًا[١]، ويُعبّر عن ذلك بعلاقة رياضية من خلال القانون الآتي: ويتم التعبير عنه رياضياً من خلال المعادلة الآتية:
الجهد1 +الجهد2 +الجهد3 +....= صفر.[٣]
جوستاف كيرشوف
وُلد العالم الفيزيائي الألماني جوستاف روبرت كيرشوف في 12 مارس عام 1824م في روسيا وتوفي في 17 أكتوبر 1887م في برلين، وفي عام 1847م أصبح مُحاضرًا في جامعة برلين، وفي عام 1854م تم تعيينه أستاذًا للفيزياء في جامعة هايدلبرغ، وبالإضافة إلى قانون كيرشوف للتيار والجهد فهو العالم الذي أسس مع الكيميائي روبرت بونسن نظرية تحليل الطيف وهي التقنية المستخدمة للتحليل الكيميائي من خلال تحليل الضوء المنبعث خلال مادة ساخنة والتي قام كيرشوف بتطبيقها؛ لتحديد تكوين الشمس حيث وَجد بأنّه عند مرور ضوء عبر الغاز يقوم بامتصاص الغاز لتلك الأطوال الموجية التي ينبعث منها، إذا تم تسخينها واستخدم هذا المبدأ أيضًا؛ وذلك لشرح الخطوط العديدة المظلمة في طيف الشمس ويمثل هذا الاكتشاف بداية حقبة جديدة في علم الفلك.[٢]المراجع[+]
- ^ أ ب ت "Kirchhoff's Law: Definition & Application", study.com, Retrieved 15-7-2019. Edited.
- ^ أ ب "Gustav Kirchhoff", www.britannica.com, Retrieved 15-7-2019. Edited.
- ^ أ ب ت "Kirchhoff's laws", www.khanacademy.org, Retrieved 15-7-2019. Edited.