กฎจุดต่อของเคอร์ชอฟฟ์
| English | ไทย |
|---|---|
| junction/ˈdʒʌŋkʃn/ | จุดแยก |
| Kirchhoff's junction rule/ˈkɜːkhɒfs ˈdʒʌŋkʃn ruːl/ | กฎโหนดของเคิร์ชโฮฟฟ์ |
ที่ทางแยกของสายไฟ กระแสจะ去向ไหน?
- สายไฟมักแยก: เส้นทางหนึ่งกลายเป็นสองหรือสาม
- กระแสไม่สามารถสะสมหรือหายไปเมื่อถึงทางแยก
- สิ่งที่ไหล เข้า ต้องไหล ออก — นั่นคือกฎจุดแยก
- มันเป็นอีกฝ่ายหนึ่งของกฎวงจรรุนสำหรับการแก้วงจร
กฎจุดต่อ: กระแสเข้า = กระแสออก
- ที่ จุดต่อ (จุดที่สายไฟมาบรรจบกัน) $\sum I_{\text{in}} = \sum I_{\text{out}}$.
- ประจุไฟฟ้าถูกอนุรักษ์ไว้ ดังนั้นไม่มีประจุสะสมที่จุดนั้น
- ถ้า $I_1$ เข้า และ $I_2, I_3$ ออก: $I_1 = I_2 + I_3$.
- สาขาต่างๆ จะแบ่งกระแสขาเข้าระหว่างกัน
แบ่งกระแส
ต่อสายสองสาขาแบบขนานแล้วดูว่ากระแสจะแบ่งระหว่างสาขาที่จุดแยกอย่างไร
กฎจุดแยกของKirchhoffระบุว่า ณ จุดแยก:
$\sum I_{\text{in}} = \sum I_{\text{out}}$ — ประจุถูกอนุรักษ์ไว้
$7\ \text{A}$ เข้าสู่จุดแยก และสาขาหนึ่งนำกระแส $4\ \text{A}$ หากระแสในสาขาคู่的另一 (ใน A)
$7 = 4 + I_2 \Rightarrow I_2 = 3\ \text{A}$.
จุดที่สายไฟมาบรรจบกันและกระแสสามารถแยกออกไปได้เรียกว่า ____
จุดบรรจุนั้นคือจุดแยก (หรือโหนด)
ทำไม: ประจุไม่สามารถสะสมได้
- จุดต่อเป็นเพียงจุดบนสายไฟ ซึ่งไม่เก็บประจุ
- ดังนั้นอัตราการไหลเข้าต้องเท่ากับอัตราการไหลออกตลอดเวลา
- นี่คือ การอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า ที่ประยุกต์ใช้กับจุดหนึ่ง
- หากทำผิด ประจุจะสะสมโดยไม่จำกัด — เป็นไปไม่ได้
กฎจุดแยกแสดงถึงการอนุรักษ์ของ:
ไม่มีประจุสะสมที่จุดใดจุดหนึ่ง — ประจุถูกอนุรักษ์ไว้
สาขาที่มีขนาดใหญ่กว่านำกระแสได้มากกว่า
- ที่แรงดันเท่ากัน สาขาที่มี ความต้านทานน้อยกว่า จะนำ กระแสได้มากกว่า
- กระแสจะแยกตัวตามสัดส่วนผกผันของความต้านทานสาขา
- เส้นทางที่ง่ายที่สุดจะรับส่วนแบ่งกระแสมากที่สุด
- บวกกระแสทุกสาขารวมกัน จะได้ค่ากระแสทั้งหมดกลับคืนมา
ณ จุดแยก สาขาที่มีความต้านทานน้อยกว่าจะมีกระแสไหลผ่านมากกว่า
ที่แรงดันเท่ากัน กระแสจะมีมากที่สุดในสาขาที่มีความต้านทานต่ำที่สุด
เลือก ทุก ข้อที่ถูกต้องเกี่ยวกับกฎจุดต่อ (junction rule)
กฎจุดแยก: กระแสเข้า = ออก, การอนุรักษ์ประจุ, กระแสมากขึ้นในสาขาที่ง่าย แรงดันรอบลูปคือกฎลูป
การแก้โจทย์โดยใช้กฎทั้งสองอย่าง
- กฎจุดต่อให้สมการกระแส; กฎลูปให้สมการแรงดัน
- เมื่อใช้ร่วมกันจะได้สมการเพียงพอสำหรับหากระแสที่ไม่ทราบค่าทุกตัว
- กำหนดชื่อกระแสแต่ละสาขา ใช้กฎทั้งสอง และแก้สมการ
- คู่กฎนี้สามารถแก้วงจรตัวต้านทานใดๆ ได้ ไม่ว่าจะซับซ้อนแค่ไหน
มี $5\ \text{A}$ กระแสเดินทางมาถึงจุดต่อแล้วแยกเป็นสองสาขา; สาขาหนึ่งนำ $2\ \text{A}$
- กฎโหนด: $5 = 2 + I_2$.
- ดังนั้นสาขานั้นๆ นำ $I_2 = 3\ \text{A}$
กฎจุดเกี่ยวกับ กระแส (การอนุรักษ์ประจุ) ในขณะที่กฎลูปเกี่ยวกับ แรงดัน (การอนุรักษ์พลังงาน) อย่าสับสน: กระแสพบกันที่จุดต่อ ส่วนแรงดันสมดุลรอบลูป
กฎจุดต่อของคิร์ชฮอฟฟ์ บอกว่ากระแสเข้าสู่ จุดต่อ เท่ากับกระแสออก: $\sum I_{\text{in}} = \sum I_{\text{out}}$. มันคือ การอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า ที่จุดหนึ่ง เมื่อคู่กับกฎลูป สามารถแก้วงจรตัวต้านทานได้ทุกประเภท