Киргхфогтың екінші заңы контурдың барлық элеметтеріндегі потенциалдың өзгерісінің қосындысы нөлге тең болады деген физикалық қағидамен сипатталады. Мұның былай болу себебі 2.13 суретте көрсетілген электр тізбегінің abcda контурын айналғанда, а нүктесінің потенциалы сол қалпында қалады да, контурдағы потенциалдың жалпы өзгерісі нөлге тең болады. Осыдан келіп Киргхфогтың екінші заңының тұжырымдамасы шығады.
Тұрақты токтың электр тізбегінің кез-келген контурындағы э.қ.к-інің алгебралық қосындысы, осы контурдың барлық элементтерінде, кернеудің түсуінің алгебралық қосындысына тең болады:
(2.18)
Кирхгофтың екінші заңы бойынша теңдеу құрғанда электр тізбегінен барлық тармақтарында алдын ала токтың оң бағыттары беріледі және әрбір контур үшін айналу бағыты таңдап алынады.
Егер контурдың айналу бағыты э.қ.к-ін полюс таңбамен, ал егер сәйкес келмесе – минус таңбасыме алады. 2.18 теңдеудегі теңдіктің оң жағындағы кернеудің түсуі плюс таңбасымен алынады, егер сол элементтегі токтың бағыты контурды айналу бағытына сәйкес келсе, ал сә»кес келмесе, онда ол минус таңбамен алынады.
Э.қ.к-і көзінің RВТ ішкі кедергісі схемасына түрліше болып келуі мүмкін(2.14-сурет). 2.13-суреттегі abcda контурына тармақтардың кедергілері өзіне э.қ.к-тің ішкі кедергілерін қосып алады, сонда теңдеуді мына түрге келеді:
E1 – E2 + E3 = R1I1 – R2I2 + R3I3 – R4I4.
Егер 2.13-суреттегі ab, bc және ca тармақтарынан тұратын abca контурын қарастырайық. Контурдың са тармағының э.қ.к-і жоқ, ол кеңістік арқылы контурды тұрақтайды. Ондағы кернеудің түсуі с және а нүктелері арасындағы Ucа кернеуіне тең. Осы контур үшін Кирхгофтың екінші заңын жазамыз:
E1–E2=R1I1–R2I2+Ucа,
осыдан с және а нүктелері арасындағы кернеу
Ucа = E1 – E2 - R1I1 – R2I2.
Егер Uca кернеуі оң болса, онда бұл с нүктесінің потенциалы а нүктесінің потенциалынан жоғары деген сөз және керісінше.
Сонымен Кирхгофтың екінші заңын пайдаланып, электр тізбегінің кез келген екі нүктесінің арасындағы потенциалдар айырымын (кернеуді) анықтауға болады.
Контурды ток бағытымен айналғанда э.қ.к-і Е-нің орнына э.қ.к-і көзінің қысқыштарындағы кернеуді алуға болады, ал ол кернеудің бағыты контурды айналу бағытына қарсы бағытталған, сондықтан UR-U=0 немесе U=UR.
Демек, Кирхгофтың екінші заңын мына түрде тұжырымдауға болады: э.қ.к-і көздерін қоса алғанда, контурдың барлық элементтерінің кернеуінің қосындысы нөлге тең болады:
Егер тармақта k-шы элементтің кедергісі Rk болатын n тізбектей қосылған элеметтер болса, онда
Мұндағы Uk=RkIk, яғни тізбектің бөлігіндегі кернеудің түсуі немесе тармақ қысқыштарының арасындағы кернеу. Былайша айтқанда, тармақ бірнеше тізбектей қосылған элементтерден тұрып, осы элементтерге түскен кернеулердің қосындысы қысқыштар арасындағы кернеуге тең болады.
Дербес жағдайда, контурға тізбектің бір ғана тармағы кіруі мүмкін және ол тізбек тармақтарынан тыс тұйықталады.
(2.17) теңдеуі э.қ.к-і және R кедергілер қосындысы мен э.қ.к-і көзі бар (ток көзі болмайтын) кез-келген тармағы немесе осы тармақтың параметрлері R және E болатын жеке бөлігі үшін Ом-ның жалпыланған заңының көрінісі болады.
Магнит құбылыстары мен электрлік құбылыстар бір-бірімен тығыз байланысты келеді. Бүған тәжірибе арқылы көз жеткізуге болады.
Вертикаль шаншылған иненің үшына орнатқан магнит стрелкасын электр тізбегіне жалғанбаған түзу мыс сымға жақындатамыз. Стрелка әдеттегідей өзінін ұштарымен жердің солтүстік полюсі мен оңтүстік полюсін көрсететіндей болып орналасады.
Егер енді осы өткізгіштің бойымен күші жеткілікті ток жіберсек, онда оған жақындатылған стрелка бұрылады да, өткізгіштің осіне перпендикуляр орналасатын болады. Өткізгіштегі токты ажыратқан кезде стрелка өзінін алғашқы қалпына келеді. Егер өткізгіштегі токтын бағытын өзгертсе, онда стрелка алғашқыға кері бағытта ауысады. Бұл тәжірибеден мынадай қортынды шығаруымызға болады: өткізгіш арқылы электр тогы өткенде оның маңайындағы кеңістікте магнит өрісі пайда болады. Ток тоқтатылғанда магнит өрісі жоғалып кетеді.
Ток өтетін өткізгіштің маңайында пайда болатын магнит сызықтары индукция сызықтары, центрлері өткізгіштің осі болатын шеңберлер бойымен орналасып жатады. Мұны аса қиын емес тәжірибемен дәлелдеуге болады.
Горизонталь орналасқан картонды тесіп, өткізгіш сымды өткізіп алайықта, оның бойымен электр тогын жіберейік (32-сурет). Картонның бетіне темір үгінділерін себейік. Картонды колымызбен жайлап қақсақ, онда жанагы ұнтақтардың өткізгіштің маңайында магнит сызықтарына сәйкес белгілі бір тәртіппен, шеңберлер бойымен орналасқанын көреміз.
Тогы бар өткізгіштің маңайында пайда болатын магнит өрісін суреттегенде. ол өрістің центрінде өткізгіштің тұтас өзін емес, тек оның көлденен қимасын көрсетеді. Егер ток бізден әрі бағытталған болса, онда өткізгіш қимасын суреттейтін кішкене дөңгелекте «х» белгісі қойылады, ал ток бізге қарай бағытталған болса, оған (.) белгісі койылады.
Магнит сызықтарының бағыты былай айтылатын бұранда ережесі бойынша анықталады: егер бұранданың ілгерілмелі қозғалысы өткізгіштегі ток бағытына сәйкес келсе, онда магнит сызықтарының бағыты, бұранда сабыныңайнымалы қозғалысының бағытына сәйкес келеді. 32-сурет.
Бойымен ток өтетін түзу өткізгіштің магнит өрісі.
Магнит өрісі бойында ток өтетін түзу сызықты өткізгіштің маңайында ғана емес, әрі сақина тәрізді иілген өткізгіштің маңайында да пайда болады.
Бұл жағдайда сақина тәрізді иілген өткізгіште, тұрақты магнит сияқты солтүстік полюс және онтүстік полюс бар екенін айыруға болады. Сақина тәрізді өткізгіштің бұл қасиеті электромагниттерде қолданылады.
Бекіту сұрақтары:
1.Кирхгофтың бірінші заңының тұжырымдамасы.
2.Кирхгофтың екініші заңының тұжырымдамасы.
3.Формулалары.
Достарыңызбен бөлісу: |
