قانون ولتاژ كریشهف

برای فهم قانون ولتاژ كریشهف به مدار مقابل توجّه كنید. در این مدار یك باتری ١٢ ولتی به دو مقاومت سری ٥ و ١ اهمی متصل شده است.

علامت مثبت و منفی هر مقاومت بر مبنای جهت جریان قراردادی كه بر اساس آن جریان از پتانسیل بیشتر به پتانسیل كمتر می رود، انتخاب شده است.

از چپ به راست، ابتدا پتانسیل الكتریكی به اندازه ١٠ ولت روی مقاومت اول و سپس به اندازه ٢ ولت روی مقاومت دوم كاهش می‌یابد (این موضوع را به یاد داشته باشید كه پتانسیل به‌ معنی انرژی پتانسیل الكتریكی برای واحد بار الكتریكی است).

اكنون در جهت حركت عقربه ساعت، از پایانه منفی باتری شروع به حركت می‌كنیم. پتانسیل بار آزمون در حین عبور از باتری به اندازة ١٢ ولت زیاد می شود، سپس در هنگام عبور از مقاومت ها به اندازة ١٠V و ٢V از پتانسیل آن كاسته می شود تا سرانجام دوباره به پایانه منفی باتری برسد.

حركت بار در مدار همانند حركت یك دوچرخه سوار روی یك تپه است، انرژی پتانسیل گرانشی دوچرخه سوار هنگام بالا رفتن از تپه زیاد می شود، سپس در زمان پایین آمدن، بر اثر اصطكاك و تلفات، انرژی كسب شده را از دست می‌دهد. وقتی دوچرخه سوار به نقطه اولیه حركت خود در پایین تپه باز می‌گردد هیچ تغییری در انرژی پتانسیل وی حاصل نشده است.

به همین ترتیب وقتی بار آزمون به نقطه شروع حركت باز می‌گردد، هیچ تغییری در انرژی پتانسیل الكتریكی آن ایجاد نمی‌شود. به عبارت دیگر برای یك حلقه بسته، مجموع تمام افزایش پتانسیل‌ها برابر جمع تمام كاهش پتانسیل‌ها است.

تصاویر زیر حالت های مختلف استفاده از قانون ولتاژ كریشهف را نشان می دهد.

قوانین كریشهف برای تمام مدارها و در تمام حالات، حتی وقتی كه مقاومت‌ها سری یا موازی نباشند نیز برقرار است.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: محسنی

تنظیم: مریم فروزان کیا