18 Kirchhoffovy zákony
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu PDF.
2. Kirchhoffův zákon (zákon pro smyčku, zákon o napětí)Smyčka - libovolná uzavřená cesta sítí (končí tam, kde začala).
Elektron obíhá smyčku stále dokola, na rezistorech ztrácí energii (sjíždí z kopce), baterie (zdroje)
mu energii dodávají zpět (vytáhnou ho nahoru na kopec). ⇒
Hovorové znění: Kolik energie ztratí elektron na rezistorech, tolik mu jí musí dodat baterie (o kolik
sjede z kopce dolů, o tolik ho musí vytáhnout lanovka nahoru).
Učebnicová formulace: Součet úbytků napětí na spotřebičích je v uzavřené smyčce stejný jako
součet elektromotorických napětí zdrojů.Jak znaménka?
●
Úbytky napětí: Pokud při průchodu smyčkou jdeme přes odpor ve stejném směru jako
proud,je úbytek kladný (+), pokud procházíme odpor proti směru proudu, je úbytek je
záporný (-).
●
Elektromotorická napětí zdrojů: Pokud při průchodu smyčkou narazíme nejprve na na
záporný pól zdroje, počítáme jeho napětí kladně (+), když narazíme nejprve na kladný pól,
počítáme napětí zdroje záporně (-).
Př. 3: Vyznač do obrázku elektrické sítě uzavřené smyčky a napiš pro každou smyčku rovnicí 2.
Kirchhoffův zákon.
I
1
I2
I3
U
1
U2
R1
R2
R3
R4
Červená smyčka: R2 I 2R1 I 1= U 1U 2 .
Modrá smyčka: R
3 I 3 R4 I 3
R
2 I 2=
U
2
.
Zelená smyčka: R1 I 1R3 I 3R4 I 3= U 1 .
⇒ Tři rovnice, ale třetí je pouze součtem předchozích dvou ⇒ prakticky jsou pouze dvě
(přesně tolik, kolik jsme potřebovali).
Zbytek řešení už je matematický problém.
Pedagogická poznámka: Je nezbytně nutné, aby studenti řešili předchozí příklad samostatně.
Někteří se budou samozřejmě tvářit, že neví, co mají dělat, ale pokud na tabuli svítí znění
Kirchhoffových zákonů, určitě dají rovnice dohromady (ověřeno praxí). V tomto okamžiku
se zásadně nebavím s nikým, kdo první rovnici nenapíše. Aby se rychlejší nenudili,
nakreslím jim na tabuli k řešení příklad 4. Pomalejší část třídy pak jeho řešení klasickou
metodou přeskočí a použije rovnou Kirchhoffovy zákony.