بحث عن قانون كيرشوف في الفيزياء

التيار والجهد الكهربائي بشكل عام هما يتعلقان بالدائرة الكهربائية، وبالتالي سوف نشرح لكم كلاً منهما بالتفاصيل مع التعرف على قانون كيرشوف الخاص بالتيار والجهد.

مع مجموعة من المعلومات حول العالم الفيزيائي كيرشوف في هذا الموضوع، فتابعوا معنا موقعنا المتميز دوماً مقال mqall.org.

العالم الفيزيائي كيرشوف

• هو جوستاف روبرت كيرشوف ألماني الجنسية، والذي قد ولد في روسيا في 12 مارس في عام 1824م.
  • وتوفى في 17 أكتوبر في عام 1887 في ألمانيا.
• هو العالم الذي قد قام مع الكيميائي روبرت بونسون، تأسيس نظرية تحليل الطيف والمقصود بتلك النظرية.
  • هي تحليل الضوء الذي يتبعث من مادة ساخنة، وبالتالي هي نظرية لها علاقة بالتحليل الكيميائي للأضواء.
• تمكن كيرشوف من تطبيق نظرية تحليل الطيف تلك بصورة واضحة، من خلال الشمس حيث إنه قام بالتركيز على الأشعة المنبعثة منها.
• حيث إن مرور الضوء عبر الغاز يعمل ذلك على امتصاص الغاز بكل سهولة لتلك الأشعة، أو ما يطلق عليها الأطوال الموجية.
  • مما جعلت تلك النظرية ظهور إحداثيات رائعة في علم الفلك.
• قام كيرشوف بالعمل كمحاضر في جامعة برلين، ومن ثم أستاذاً في الفيزياء في جامعة هايدلبرغ ومن ثم اكتشف قانون التيار والجهد.
  • مما ساهم في شهرته بصورة واضحة.

اقرأ أيضاً: إسهامات نيوتن في الفيزياء كاملة pdf

تعريف التيار الكهربائي

• هو كل ما له علاقة بالدائرة الكهربائية، من خلال تدفق الإلكترونات في الدائرة تلك.
• ولكن لابد وأن تكون الدائرة مغلقة، بحيث إذا حدث انقطاع في الدائرة تلك، أو في مكان أخر بها.
• فإن التيار يتم انقطاعه، وبالتالي لابد وأن يكون المفتاح الخاص بالدائرة الكهربائية مغلقاً.

تعريف الجهد الكهربائي

• البطاريات يتواجد بها إحدى مصادر الجهد، حيث إن المعروف عن الجهد.
  • إنه هو الفرق بين النقطتين المتواجدتين في داخل الدائرة الكهربائية.
• وبالتالي تواجدها في البطارية، يعمل على توفير الطاقة اللازمة من أجل الحركة السليمة للإلكترونات.
  • وحركتها في داخل الدائرة الكهربائية.
• كما إن من الجدير بالذكر إن المصباح الكهربائي، يعمل على أخذ الطاقة التي قد تم توفيرها من البطارية تلك.
  • من أجل تحويلها إلى الطاقة الضوئية، كونها شكل أخر من أشكال الطاقة.
• وبالتالي يساعد ذلك في حدوث الجهد الكهربائي في داخل المقاوم في الدائرة تتحول إلى سالبًا.

معلومات حول قانون كيرشوف

• قانون كيرشوف الخاص بالتيار والجهد تم نشأته وفقاً لكيرشوف في عام 1845م، حيث قام بالإعلان عن هذان القانونان.
• وهما اللذان يتمكنا من حساب الجهد والتيار الكهربائي، حيث إن تلك النظرية.
  • عبارة عن امتداد لقانون نظرية العالم الفيزيائي الألماني جورج سيمون أوم.
• كذلك القانونان الخاصان بكيرشوف، كان الهدف منها هو تعميم المعادلات التي تقوم بوصف تدفق التيار الكهربائي.
• وأيضاً من خلال استخدام الموصلات الكهربائية ثلاثية الأبعاد، وبالتالي كانا هذا القانونان لهما دور كبير في تحليل الدوائر الكهربائية.
  • مما يجعلهما يدخلان في كم كبير من تطبيقات الحياة العملية.

قانون كيرشوف للتيار والجهد

قانون التيار الكهربائي عند كيرشوف

• الذي ينص على مجموعة من التيارات، والتي تدخل في عقدة معينة من الدائرة الكهربائية.
• كما لا يتم استهلاك التيار نهائياً في الدائرة تلك، على أن تكون متساوية مع مجموع التيارات، والتي قد خرجت من تلك العقدة.
  • فمن المنطقي أن كل تيار يذهب لابد وأن يعود ويرجع مرة أخرى.
• كذلك يتم التعبير عن التيار الكهربائي عند كيرشوف، من خلال المعادلة التالية.
  • والقانون التالي: مجموع التيارات الداخلة في نقطة تفرع = مجموع التيارات الخارجة منها.
• بجانب اتجاه التيار الكهربائي الخاص بهذا القانون، حينما يتم تطبيقه الخاص بدائرة كهربائية.
  • يتم فرض اتجاه التيار مع الساعة أو في عكس اتجاه الساعة.
  • وبالتالي في حال كان الفرض معاكساً للواقع يتم إنتاج إشارة سالبة للتيار، حيث يتم استخدام الفرض في خلال كل تلك المعادلات.
• كذلك المجموع الجبري لجميع الجهود في الدائرة المغلقة، والتي تقع في اتجاه أو عكس اتجاه عقارب الساعة.
• كما لابد وأن يكون صفر أو المجموع الخاص بالفولتية الصاعدة في فرق الجهد، في ممر مغلق من -إلى + يساوي مجموع الفولتية الهابطة.
  • والتي تساهم في نقصان فرق الجهد والتي تساوي من + إلى -.

 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

• الجهد بالنسبة لكيرشوف، يتم التعبير عنه بأنه مجموع التغييرات التي تحدث في الجهد وتمر في دائرة التيار الكهربائي المغلقة.
• لابد وأن تكون صفر دائماً، وبالتالي حينما يتم حساب الجهد وإضافته من خلال كل مكون من مكونات 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 المعادلة تلك.
  • الجهد 1 + الجهد 2 + الجهد3 = صفر.

معلومات عن قنطرة ويتستون

• شارل ويتستون، هو عالم ومكتشف إنجليزي قد درس العلوم العامة وتخصص بشكل خاص في الفيزياء.
• مما جعله تمكن من الوصول إلى طريقة لتعيين مقاومة مجهولة، من خلال استخدام جهاز يتم تسميته بجسر ويتستون أو قنطرة ويتستون.
• هي القنطرة التي تعمل على تصنيع خلايا الوزن ومقارنة، وقياس المقاومات الأخرى في حدود ما بين أوم واحد وميجا أوم.
  • والتركيب الأساسي لتلك القنطرة، من خلال أربع 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 الخاص بكل 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

• حيث يتم استخدام القانون الثاني لكيرشوف هذا من أجل حساب المجموع الجبري للجهد على النحو التالي: –
• في الدائرة المغلقة ABDA تكون I1R1 – I5RG + I6RG + I3R3 = 0
• كذلك في الدائرة المغلقة BCDB تكون I2R2 + I4R4 – I6R6 + I5R5 = 0
• في الدائرة المغلقة ADCEFA تكون I3R3 – I4R4 – IR = 0

الاتزان في القنطرة

• في حال تم تطبيق شرط الاتزان في القنطرة، بحيث ألا يتم مرور تيار في الكلفانوميتر IG وهذا يعني بالضرورة التالي: –
  • I1 = I2, I3 = I4 , I5 = I6
• حينما يتم تطبيق هذا القانون على المعادلات الخاصة بمجموع فروق الجهد نجد التالي: –
  • I1 R1 = I3 R3
  • I2 R2 = I4 R4
• لذا حينما يتم قسم المعادلتين الموجودتان في الأعلى يتم استخدام المعادلة التالي: –
  • R1/R2 = R3/R4

خاتمة عن بحث عن قانون كيرشوف في الفيزياء

نستخلص من هذين القانونين أن أهم طريق إيجاد التيار الكهربائي تكون على النحو التالي: –

• تحديد اتجاه التيار الكهربائي المرغوب به، ومن ثم يتم تطبيق قانون كيرشوف الأول.
  • من خلال كتابة المعادلة الخاصة بالتيار الكهربائي ذاك.
• الحصول على المسار المغلق من النقطة المحددة، ومن ثم استخدام قانون كيرشوف الثاني.
  • عن طريق كتابة المعادلة الخاصة بفرق الجهد.
• حل المعادلات التي قد أنتجت عن الحذف، وأيضاً نتجت عن التعويض يتم الحصول على إيجاد التيارات.
• ومن ثم الحصول على الجهد، الذي قد تم وقوعه على المقاومة من خلال قانون أوم.

شاهد أيضاً: بحث عن ثابت بولتزمان في الفيزياء

في نهاية بحثنا قد تعرفنا على كل التفاصيل الخاصة بواحدة من أهم القوانين الفيزيائية وأكثرها انتشاراً وشهرة، وهي قانوني التيار الكهربائي والجهد الكهربائي.

والتي أحدثت مجموعة من التحديثات الهامة في عالم الفيزياء، وقامت بتسهيل كم كبير من المعادلات والإجراءات الفيزيائية والرياضية دمتم بخير.