Закон Киргофа - нязменныя правілы

Пасля адкрыцця электрычнасці яго сталі досыць шырока выкарыстоўваць у прамысловасці, хоць даследаванні яго прыроды пры гэтым працягваліся. Былі ўсталяваныя асноўныя заканамернасці, якія дазваляюць разлічыць найпростыя элементы ланцуга, выкарыстоўваючы закон Ома. Але ўжо пачалі з'яўляцца складаныя электрычныя ланцугі, і часцяком з іх разлікамі ўзнікалі цяжкасці. У гэты час дзякуючы працам нямецкага фізіка Киргофа і з'явіўся закон Киргофа, які дазваляў апісаць любую электрычны ланцуг.

Тут неабходна зрабіць папярэднія тлумачэнні па некаторых элементах ланцуга. У электрычнай ланцугу вузлом называецца злучэнне разам некалькіх (як правіла, трох і больш) правадыроў, падыходных з розных месцаў і пасля злучэння разбежных ў іншыя кропкі. Для электрычнай ланцугу контурам называецца замкнёнае шлях, праз які праходзіць электрычны ток. Контур складаецца з некалькіх самастойных вузлоў, прычым кожны вузел сустракаецца не больш за адзін раз.

Гэтыя законы сталі рабочым інструментам для многіх пакаленняў інжынераў, дазваляючы вырашаць самыя складаныя задачы. Тычацца яны ў першую чаргу разгалінаваных ланцугоў. Першы закон Киргофа абвяшчае, што агульны ток, якая ўпадае ў вузел, раўняецца суме вынікаюць з яго токаў. Тут можна правесці аналогію з вадой. Калі разам злучаюцца дзве ракі, то колькасць вады, якое паступае па абодвум рэках, роўна колькасці вады, бягучай далей пасля зліцця рэк.

У прынцыпе, тут усё ясна і зразумела. Вось толькі трэба ўспомніць аб законе захавання энергіі. Сфармуляваны вышэй закон Киргофа можна лічыць яго следствам. Колькі электронаў прыйшло да вузлу ланцуга, такое ж колькасць электронаў павінна сысці. Калі ўвесь ток, якая ўпадае ў вузел электрычнай ланцугу, не будзе сыходзіць цалкам з вузла, то ў вузле пачне адбывацца назапашванне зарада, а гэтага на самай справе не адбываецца. Усё цалкам адпавядае дзейсным законе захавання энергіі - нічога ніадкуль не ўзнікае і не знікае ў нікуды.

Не менш просты для разумення і другі закон Киргофа. Тычыцца ён складаных, разгалінаваных ланцугоў, якія складаюцца з некалькіх элементаў. Такую ланцуг можна разбіць на шэраг асобных простых контураў. Калі ў контуры ёсць дадатковыя крыніцы, напрыклад, батарэйка, то якія праходзяць у ланцугу электроны могуць атрымліваць дадатковую энергію або губляць яе на супрацівах і іншых элементах.

Апісваючы паводзіны электрычнага току ў падобных ланцугах, другі закон Киргофа абвяшчае, што ў электрычнай ланцугу ў замкнёным контуры сума ЭРС роўная агульнаму падзення напружання ў контуры, г.зн. сума высілкаў у замкнёным контуры роўная нулю. З улікам закона захавання энергіі тут таксама ўсё зразумела. У замкнёным контуры энергія ўзяцца ніадкуль не можа, акрамя як з існуючага крыніцы. Калі энергія бярэцца з ніадкуль, тады можна казаць аб стварэнні вечнага рухавіка. У такім выпадку ток, прайшоўшы праз замкнёны контур, павінен будзе павялічвацца. У сапраўднасці нічога падобнага не адбываецца, як не існуе і вечнага рухавіка.

Ўжываюць законы Киргофа, як першы, так і другі, для разлікаў элементаў ланцугоў. У першую чаргу - для разліку рэжымаў працы і вызначэння неабходных наміналаў элементаў ланцуга. Гэтыя элементы могуць злучацца рознымі спосабамі, утвараючы вузлы і контуры. Злучэнні могуць быць як паслядоўнымі, так і паралельнымі.

Дзякуючы апісаным законах заўсёды можна вызначыць рэжымы працы розных элементаў, якія ўздзейнічаюць на іх напружання, якія праходзяць токі, падабраць электрорадиоизделия, падыходныя па параметрах да ўмоў працы. Гэтымі законамі часта карыстаюцца інжынеры пры разліках самых разнастайных электронных і электратэхнічных схем. Такі разлік дазваляе забяспечыць правільную і даўгавечную працу вырабаў.

Вось што сабой уяўляюць законы Киргофа, першы і другі. Гэта спрошчанае выклад, тут не прыводзяцца формулы і магчымыя прыклады разлікаў, а дадзена апісанне сутнасці саміх законаў, паказана іх сувязь з законам захавання энергіі і прыведзены прыклады магчымага выкарыстання.