دراسة عن قانون كيرشوف في مجال الفيزياء

التيار والجهد الكهربائي بشكل عام يتعلقان بالدائرة الكهربائية، وسنشرح كل منهما بالتفصيل، مع التعرف على قانون كيرشوف الخاص بالتيار والجهد.

مع وجود مجموعة من المعلومات حول العالم الفيزيائي كيرشوف في هذا الموضوع، تابعونا على موقعنا المتميز دائما مقال mkaal.com.

العالم الفيزيائي كيرشوف

إنه جوستاف روبرت كيرشوف، ألماني الجنسية، ولد في روسيا في 12 مارس 1824.
- توفي في 17 أكتوبر عام 1887 في ألمانيا.
هو العالم الذي قام فيه الكيميائي روبرت بونسون بتأسيس نظرية تحليل الطيف، والمقصود بهذه النظرية.
- إنها نظرية تحليل الضوء الذي ينبعث من جسم ساخن، وبالتالي فهي مرتبطة بالتحليل الكيميائي للأضواء.
قد نجح كيرشوف في تطبيق نظرية تحليل الطيف بوضوح، عن طريق التركيز على الأشعة المنبعثة من الشمس.
تتمثل الآلية في امتصاص الغاز بسهولة عند مرور الضوء عبره، وهذا يشير إلى الأطوال الموجية.
- مما أدى إلى ظهور تلك النظرية بإحداثيات رائعة في علم الفلك.
قام كيرشوف بالعمل كمحاضر في جامعة برلين، ثم أصبح أستاذا في الفيزياء في جامعة هايدلبرغ، ومن ثم اكتشف قانون التيار والجهد.
- مما ساهم في شهرته بصورة واضحة.

تعريف التيار الكهربائي

تتعلق هذه الكلمة بالدائرة الكهربائية، ويشير إلى تدفق الإلكترونات في هذه الدائرة.
يجب أن تكون الدائرة مغلقة، فإذا حدث انقطاع فيها أو في مكان آخر، يجب إصلاحه.
عندما يتم انقطاع التيار الكهربائي، فمن الضروري أن يكون المفتاح الكهربائي مغلقا.

تعريف الجهد الكهربائي

البطاريات تحتوي على إحدى مصادر الجهد، ويعرف الجهد بوجودها.
- إنه الفرق بين نقطتين داخل الدائرة الكهربائية.
ونتيجة لذلك، تواجدها في البطارية يسهم في توفير الطاقة الضرورية لحركة الإلكترونات بشكل صحيح.
- وحركتها في داخل الدائرة الكهربائية.
أيضا، يجب أن نذكر أن المصباح الكهربائي يستخدم الطاقة التي تم توفيرها من البطارية.
- لتحويلها إلى طاقة ضوئية، لأنها شكل آخر من أشكال الطاقة.
وبذلك يساعد ذلك في حدوث الجهد الكهربائي داخل المقاوم في الدائرة، حيث يتحول إلى سالب.

معلومات حول قانون كيرشوف

تم تطوير قانون كيرشوف الخاص بالتيار والجهد وفقا لكيرشوف في عام 1845م، حيث قدم هذين القانونين.
ويستطيع الاثنان حساب الجهد والتيار الكهربائي، وذلك بناء على تلك النظرية.
- هو عبارة عن تمديد لقانون نظرية العالم الفيزيائي الألماني جورج سيمون أوم.
كما كان الهدف من قوانين كيرشوف هو تعميم المعادلات التي تصف تدفق التيار الكهربائي.
وأيضا من خلال استخدام الموصلات الكهربائية ثلاثية الأبعاد، وبالتالي لعب هذان القانونان دورا كبيرا في تحليل الدوائر الكهربائية.
- مما يجعلهما يدخلان في عدد كبير من تطبيقات الحياة العملية.

قانون كيرشوف للتيار والجهد

قانون التيار الكهربائي عند كيرشوف

الذي يشمل مجموعة من الأنماط الكهربائية، التي تدخل في عقدة معينة في الدائرة الكهربائية.
كما لا يتم استهلاك التيار بشكل كامل في هذه الدائرة، بل يكون متساويا مع مجموع التيارات الخارجة من تلك العقدة.
- من المنطقي أن يعود كل تيار يذهب ويرجع مرة أخرى.
يتم التعبير أيضا عن التيار الكهربائي في كيرشوف، من خلال المعادلة التالية.
- والقانون التالي: مجموع التيارات الداخلة في نقطة التفرع = مجموع التيارات الخارجة منها.
بالإضافة إلى تيار الكهرباء الخاص بهذا القانون، يتم تطبيقه في الدوائر الكهربائية.
- يتم تطبيق اتجاه تدفق التيار في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة.
- وبالتالي في حال كان الافتراض معاكسا للواقع يتم إنتاج إشارة سالبة للتيار، حيث يتم استخدام الافتراض في إطار تلك المعادلات.
وهكذا، يعتبر المجموع الجبري لجميع القوى في الدائرة المغلقة، سواء في اتجاه عقارب الساعة أو عكسها.
ويجب أن يكون صفر أو المجموع الخاص بالفولتية الصاعدة في فرق الجهد، في ممر مغلق من -إلى + يساوي مجموع الفولتية الهابطة.
- التي تساهم في تقليل الفرق في الجهد، وتتراوح من الإيجابية إلى السلبية.

الشكل المناسب لتلك المعادلة هو: –

V3 + V1 – V2 – V4 = 0
كذلك V2 + V4 – V3 – V1 = 0
V1 + V3 = V2 + V4

قانون الجهد الكهربائي عند كيرشوف

يتم التعبير عن الجهد في قانون كيرشهوف بأنه مجموع التغيرات التي تحدث في الجهد وتمر عبر دائرة التيار الكهربائي المغلقة.
يجب أن يكون الصفر حاضرا دائما، وعندما يتم حساب الجهد وإضافته من خلال كل مكون في الدائرة على طول الحلقة المغلقة.
- تلك فسوف يكون مجموع كل الجهود تلك صفر.
يتم التعبير عن قانون الجهد عند كيرشوف، من خلال علاقة رياضية يتم التعبير عنها من خلال تلك المعادلة.
- الجهد 1 + الجهد 2 + الجهد3 = صفر.

معلومات عن قنطرة ويتستون

شارل ويتستون، هو عالم ومكتشف إنجليزي درس العلوم العامة وتخصص بشكل خاص في مجال الفيزياء.
مما سمح له بالوصول إلى طريقة لاكتشاف مقاومة غير معروفة، من خلال استخدام جهاز يسمى جسر ويتستون أو قنطرة ويتستون.
هو الجسر الذي يستخدم لتصنيع وزن الخلايا وقياسها ومقارنتها مع مقاومات أخرى، وتتراوح القيم بين أوم واحد وميجا أوم.
- ويتكون التركيب الأساسي لتلك القنطرة من أربعة أذرع للمقاومة أ ب ر س.
- من أجل تزويدها بالتيار وجلفانومتركاشف.

قد يهمك: بحث عن الاتزان الكيميائي والديناميكي في الفيزياء

تطبيق قوانين كيرشوف

قانون كيرشوف الأول

يتم استخدام قانون كيرشوف الأول على النحو التالي لكل نقطة اتصال من النقاط التالية A، B، C، D
I – I1 – I3 = 0
كذلك I2 + I4 – I = 0
I 1 – I2 – I5 = 0
وأيضاً I3 – I4 – I6 = 0

قانون كيرشوف الثاني

يتم استخدام قانون كيرشوف الثاني لحساب المجموع الجبري للجهد على النحو التالي: –
في دائرة ABDA المغلقة، يكون I1R1 – I5RG + I6RG + I3R3 = 0
وفي الدائرة المغلقة BCDB، تكون I2R2 + I4R4 – I6R6 + I5R5 = 0
في الدائرة المغلقة ADCEFA، يتحقق المعادلة I3R3 – I4R4 – IR = 0

الاتزان في القنطرة

في حال تطبيق شرط الاتزان في القنطرة، حيث لا يمر تيار في الكلفانوميتر IG، فهذا يعني بالضرورة ما يلي: –
- I1 = I2, I3 = I4 , I5 = I6
عند تنفيذ هذا القانون على المعادلات المتعلقة بمجموع فروق الجهد، نجد ما يلي: –
- I1 R1 = I3 R3
- I2 R2 = I4 R4
لذلك عند قسمة المعادلتين المذكورتين أعلاه، يتم استخدام المعادلة التالية: –
- R1/R2 = R3/R4

اختتام بحث عن قانون كيرشوف في الفيزياء

يمكن استنتاج الطريقة الأساسية للعثور على التيار الكهربائي من هاتين القاعدتين: –

تحديد اتجاه التيار الكهربائي المطلوب، ثم تطبيق قانون كيرشوف الأول.
- من خلال كتابة المعادلة المتعلقة بالتيار الكهربائي ذلك.
الحصول على المسار المغلق من النقطة المحددة، ثم استخدام قانون كيرشوف الثاني.
- من خلال كتابة المعادلة الخاصة بفرق الجهد.
يتم حل المعادلات التي نشأت عن طريق الحذف والتعويض للحصول على إيجاد التيارات.
وبعد ذلك، يتم الحصول على الجهد الذي يمر عبر المقاومة وفقا لقانون أوم.

شاهد أيضاً: بحث عن ثابت بولتزمان في الفيزياء

في نهاية بحثنا، تعرفنا على جميع تفاصيل واحدة من أهم القوانين الفيزيائية وأكثرها شهرة وانتشارا، وهي قانوني التيار الكهربائي والجهد الكهربائي.

قدمت مجموعة من التحديثات الهامة في مجال الفيزياء، وسهلت العديد من المعادلات والإجراءات الفيزيائية والرياضية، أطيب الأماني لكم.