قانون كيرشوف الثاني

نص قانون كيرشوف الثاني

ينص قانون كيرشوف الثاني أو قانون الجهد (بالإنجليزية: Kirchhoff Volt Law) على أنّ المجموع الجبري للتغيَّر في الجهد الكهربائي عبرمكوّنات أي حلقة كهربائية مُغلقة يساوي صفراً وهذا لعدم وجود أي شكل من أشكال ضياع الطاقة عبر المسار المُغلق اعتماداً على مبدأ حفظ الطاقة .

فعندما تُحرّك القوة الدافعة الكهربائية التيار عبر مكونات الدائرة الكهربائية المغلقة كالمقاومات والخلايا الكهربائية، فإنّ ذلك قد يؤدي إلى فقدان أواكتساب للطاقة اعتماداً على نوع المكوّن وشدّة التيار في الدائرة الكهربائية، فينتج أنّ الجهد المُكتسب بفعل القوة الدافعة الكهربائية في الخلايا يساوي مقدار الهبوط في الجهد الحاصل في المكوّنات الأخرى كالمصابيح والمقاومات خلال الدورة الواحدة، مما يجعل المجموع الجبري لقيم الجهود الكلية المبذولة يساوي صفراً.

وتكون صيغة قانون كيرشوف الثاني كالآتي:

حيث إنّ:

V gains: مجموع الجهود المتولدة في الدائرة الكهربائية.
V drops: مجموع الجهود المفقود في الدائرة الكهربائية.

ويُمكن حساب الجهد المبذول عن طريق المعادلة الآتية:

حيث إنّ:

V: مقدار الجهد بوحدة فولت.

I: قيمة التيار الكهربائي بوحدة أمبير.

R: قيمة المقاومة الكهربائية بوحدة أوم ورمزها Ω.

ما هي طريقة استخدام قانون كيرشوف الثاني؟

تكمن أهمية قانون كيرشوف الثاني في إيجاد القيم المجهولة للفولتية، والتيارات، والمقاومات، في الدوائر الكهربائية، ويُبسّط ويُسهّل إدارة الدوائر الكهربائية المعقدة، وذلك باتّباع الخطوات الآتية:

تحديد المسارات المُغلقة في الدائرة الكهربائية وذلك بتحديد نفس النقطة كبداية ونهاية للمسار.
افتراض اتجاه حركة التيار الكهربائي، على سبيل المثال فرض اتجاه التيار مع عقارب الساعة أو عكس عقارب الساعة.
تحديد اتجاه القوة الدافعة في البطاريات حيث دائما تتجه من القطب السالب إلى القطب الموجب.
تحديد نقطة مرجعية على المسار المغلق ليتم حساب مجموع الجهد الكلي منها واليها باتجاه التيار المفروض.
تطبيق قانون الجهد والذي يتضمن الجمع الجبري لقيم الجهود المحسوبة خلال الدائرة المغلقة والذي يجب أن يساوي صفراً.

يجب ملاحظة الآتي عند استخدام قانون كيرشوف الثاني:

في حال كان اتجاه القوة الدافعة داخل البطاريات بنفس اتجاه التيار المفروض يكون الجهد موجباً، أما إذا كانا بعكس الاتجاه المفروض يُعوّض الجهد بالإشارة السالبة.
في حال كانت قيمة التيار الكهربائي المحسوبة سالبة الإشارة فهذا يُشير إلى عكس اتجاه التيار فقط، حيث يدل أن اتجاه التيار الحقيقي يكون بعكس الاتجاه الذي تم فرضه.

أمثلة حسابية على قانون كيرشوف الثاني

وفيما يأتي أمثلة متنوعة على قانون كيرشوف الثاني:

إيجاد قيمة التيار الكهربائي

في الدائرة الكهربائية الموضّحة في الشكل الآتي، أوجد قيمة التيار الذي يسري بالدائرة مُعتمدًا على قانون كيرشوف الثاني.

فرض اتجاه التيار الخاص، وتعيين نقطة مرجعية على المسار، وتحديد اتجاه القوة الدافعة داخل البطارية، ففي هذا المثال تم فرض اتجاه التيار باتجاه عكس عقارب الساعة، وتعيين النقطة (A) كنقطة مرجعية، وتحديد اتجاه القوة الدافعة في البطارية، كما هو موضح في الشكل الآتي:

تطبيق قانون كيرشوف الثاني بالإضافة إلى قانون الجهد الكهربائي من النقطة (A) باتجاه عكس عقارب الساعة

0 = Vdrops V gains

V= I×R

قيمة الجهد في المقاومة (R1) تساوي مقدار التيار (I) مضروبا بقيمة المقاومة 2 أوم
قيمة الجهد في المقاومة (R2) تساوي مقدار التيار (I) مضروبا بقيمة المقاومة 18 أوم
قيمة الجهد في البطارية (Vs) يساوي 20 فولت ويكون بالإشارة الموجبة لأنه مع اتجاه التيار المفروض
المجموع الجبري للقيم يساوي صفراً تطبيقاً لقانون كيرشوف الثاني=

إيجاد قيمة التيار المجهول بعد تبسيط المعادلة ليساوي أمبير (الإشارة السالبة تعني أن اتجاه التيار الحقيقي للتيار الكهربائي يكون بعكس الاتجاه الذي تم فرضه)

إيجاد قيمة المقاومة الكهربائية

في الدائرة الكهربائية الموضّحة في الشكل الآتي، أوجد قيمة المقاومة R1 في الدائرة مُعتمدًا على قانون كيرشوف الثاني علماً أنّ مقدار التيار الكهربائي يساوي 2 أمبير.

فرض اتجاه التيار الخاص، وتعين نقطة مرجعية على المسار، وتحديد اتجاه القوة الدافعة داخل البطارية، ففي هذا المثال تم فرض اتجاه التيار مع عقارب الساعة، وتعين النقطة (B) كنقطة مرجعية، وتحديد اتجاه القوة الدافعة في البطارية كما هو موضح في الشكل الآتي:

تطبيق قانون كيرشوف الثاني بالإضافة إلى قانون الجهد الكهربائي من النقطة (B) باتجاه مع عقارب الساعة

0 = Vdrops V gains

V= I×R

قيمة الجهد في المقاومة (R2) تساوي مقدار التيار 2 أمبير مضروباً بقيمة المقاومة 3 أوم ويساوي 6 فولت.
قيمة الجهد في المقاومة (R1) تساوي مقدار التيار 2 أمبير مضروباً بقيمة المقاومة المجهولة R1×2
قيمة الجهد في البطارية (Vs) يساوي 8 فولت وتكون إشارته سالبة لأنه بعكس اتجاه التيار المفروض.
قيمة الجهد في المقاومة (R3) تساوي مقدار التيار 2 أمبير مضروباً بقيمة المقاومة 9 أوم ويساوي 18 فولت.
المجموع الجبري للقيم يساوي صفراً تطبيقاً لقانون كيرشوف الثاني

إيجاد قيمة المقاومة المجهولة بعد تبسيط المعادلة لتساوي 8 أوم.

ينص قانون كيرشوف الثاني على أنّ المجموع الجبري للتغيَّر في الجهد الكهربائي عبرمكوّنات أي حلقة كهربائية مُغلقة يساوي صفراً وهذا لعدم وجود أي شكل من أشكال ضياع الطاقة عبر المسار المُغلق اعتماداً على مبدأ حفظ الطاقة، وتكمن أهميته في تبسيط الدوائر الكهربائية المعقدة وإيجاد القيم المجهولة للفولتية، والتيارات، والمقاومات في الدوائر الكهربائية.

2023-12-178تعليم

مزيد من المشاركات

من اكتشف الجاذبية

أرسطو يعتبر الفيلسوف اليوناني أرسطو أحد أقدم الفلاسفة اللذين قدموا أولى المحاولات لإيجاد تفسيرات علمية لمفهوم الجاذبية ، من خلال طرح فكرة أن الأجسام تتحرك نحو مكانها الطبيعي، الذي يقصد به عناصر الأرض الموجودة في مركز الكون، وكانت فكرة أرسطو الأساسية تقوم على مبدأ أن الأجسام تسقط بسرعة تتناسب مع وزنها، بمعنى أنه عند رمي جسم خشبي وجسم معدني من نفس الحجم، فإن الجسم المعدني الثقيل سيسقط بشكل أسرع، وبقيت هذه الأفكار لمدة آلفي عام حتى جاء العالم غاليليو. غاليليو يعد غاليليو أول العلماء الذين افتتحوا

طريقة الخبز الفرنسي

الخبز الفرنسي يتسائل الكثير من الناس عن كيفية إعداد الخبز الفرنسي وطريقة تحضير العجينة الخاصة به، وذلك بسبب طعمه اللذيذ وشكله الجذاب، كما يتميز بالإضافة لذلك كونه يمثل العنصر الرئيسي في العديد من الأطباق بسبب أنه يمتلك المقومات اللازمة لإعدادها مثل الشكل الجذاب والطعم اللذيذ بالإضافة لسهولة التعامل معه في الإعداد والطهو، وحتى نتمكن من إعداد الخبز الفرنسي في المنزل فلا بد علينا من تعلم الطريقة الصحيحة التي يتم بها إعداد العجينة الخاصة بالخبز الفرنسي، ولتحضير هذه العجينة لا بد علينا من اتباع

ما هو عقد النكاح الشرعي

النكاح النكاح في اللغة يطلق على الضم والتداخل، وقد يَرِد النكاح بمعنى التزويج أو بمعنى وطء الزوجة، أمّا النكاح شرعاً فهو التعاقد الذي بين الرجل والمرأة بموافقة وليها على ذلك، والقصد منه استمتاع كلٍّ من الرجل والمرأة ببعضهما البعض، ولتكوين أسرةٍ صالحةٍ، وبالتالي تكوين مجتمعٍ سليمٍ، وتجدر الإشارة إلى أن النكاح مشروعٌ، كما أنّه من سنن المرسلين، ودليل ذلك قول الله تعالى: (وَلَقَد أَرسَلنا رُسُلًا مِن قَبلِكَ وَجَعَلنا لَهُم أَزواجًا وَذُرِّيَّةً وَما كانَ لِرَسولٍ أَن يَأتِيَ بِآيَةٍ إِلّا بِإِذنِ

أحكام النون الساكنة والتنوين في سورة الأنبياء

أحكام النون الساكنة والتنوين إنّ للنون الساكنة الأصلية في الكلمة والتنوين الذي هو عبارة عن نون ساكنة زائدة تلحق آخر الأسماء أربعة أحكام إذا جاء بعدها أحد الحروف الهجائية، وهذه الأحكام هي: الإظهار والإدغام و الإقلاب والإخفاء. أحكام النون الساكنة والتنوين في سورة الأنبياء الإظهار الحلقي والأمثلة الواردة عليه الإظهار الحلقي: هو إخراج الحرف من مخرجه بدون غنة ظاهرة معه إذا جاء قبله نون ساكنة أو تنوين، وحروف الإظهار هي: الهمزة، الهاء، العين، الحاء، الغين، الخاء. أما الأمثلة الواردة على الإظهار في

ما هو احتباس البول

احتباس البول يُعرّف احتباس البول (بالإنجليزيّة: Urinary Retention) بأنّه عدم القدرة على إفراغ المثانة من البول بشكل كامل، ومن المعروف أنّ الجهاز البولي هو المسؤول عن إخراج الفضلات السائلة من الجسم على شكل بول خلال عمليّة التبوّل (بالإنجليزيّة: Urination)؛ حيث تقوم الكلى بتصفية الدّم على مدار اليوم وإنتاج البول الذي يتمّ تخزينه في المثانة وهي عبارة عن عضو عضليّ مُجوّف يُشبه في شكله البالون يتمدّد ليتّسع إلى ما يُقارب الكوبين من البول، وعند امتلائها تُرسل إشارات عصبيّة للدّماغ تُنبّه بالحاجة

كلمات عن الورد الأحمر

كلام جميل عن الورد الأحمر مَن يقدّمُ لك وردة حمراء هو شخص يقول لك سأجعل الحياة جميلةً من أجلك. يعلمك الورد الأحمر أن تصلح الكون من حولك وتزينه بلمسات من الجمال. جاور من يحبون الورد، ويجعلون قلبكَ يُزهر في كُل مرة. الأزهار والورود تشكّل عالمًا قائماً بذاته، وعندما نقف أمامها يتكشّف لك كلّ ما يضجّ به هذا العالم ويدهشك. الورود هي الطبيعة الصامتة النابضة بكلّ ألوانِ الحياة، ألوان مضيئة تعكس التفاؤل العميق والفرح بالحياة. الورد هو الحياة، يحمل العديد من اللغات الخاصة به، فللورد روح وللورد كبرياء

كيفية التخلص من غازات الرضيع

علاج غازات الرضيع يمرِّر الرضيع الغازات حوالي 13-21 مرة يومياً بشكل طبيعي، حيث إنَّ الرضَّع يبتلعون الكثير من الهواء أثناء بكائهم، واستخدامهم اللهّاية، وغير ذلك، ومن الجدير بالذكر أنَّه مع نمو الطفل وتطوّر جهازه الهضمي، يقل تمرير الغازات، ويمكن بيان طرق علاج الغازات عند الرضيع على النحو الآتي: العلاجات المنزلية يمكن بيان العلاجات المنزلية التي تُساعد على التخفيف من غازات الرضيع على النحو الآتي: إمساك الرضيع بوضعية قائمة أثناء إرضاعه، حيث يساعد ذلك على دخول الطعام إلى معدته بسهولة، كما ويسَّهل

الا بذكر الله تطمئن القلوب

أثر العبادات على حياة الإنسان تعدّ العبادة هي الغاية الأساسية من خلق الإنسان في الإسلام ، وليس للحياة أيّ أهميةٍ إذا لم تكن مشتملةً على معاني التذلّل والخضوع لله عزّ وجلّ، والعبادة مفهومٌ واسعٌ جداً، لا ينحصر في الشعائر التي اعتادها الناس، بل تشمل جميع حركات الإنسان، وأقواله، وأفعاله في شتّى جوانب الحياة، ولها أنواعٌ كثيرةٌ، كالدعاء ، والزكاة، والصيام، والخوف من الله تعالى، والاستعانة به، ونحوها، وهي كذلك على درجاتٍ؛ فمنها الواجب الذي يُثاب الإنسان على فعله، ويأثم بتركه، ومنها المستحبّ الذي