Kirchhoffovy zákony: Čím pomáhají k pochopení elektrické energie?

Co mají společného André Ampére, Giuseppe Volta, Georg Ohm a Gustav Kirchhoff? Všichni se zabývali zkoumáním elektrické energie. Zatímco Ampére, Volta a Ohm definovali základní elektrické jednotky, Kirchhoff na oltář vědy o elektřině přinesl dva základní elektrické zákony. Víte, které?

Gustav Robert Kirchhoff (12. března 1824 – 17. října 1887) byl německý fyzik, který vědecké bádání zasvětil zkoumání elektřiny a spektroskopii. Vědu Gustav Kirchhoff obohatil o Kirchhoffovy zákony pro elektrické obvody, které definují dvě pravidla:

  • První Kirchhoffův zákon o zachování elektrického náboje.
  • Druhý Kirchhoffův zákon o zachování elektrické energie.

Zákony byly definovány v roce 1845 a oba slouží k teoretické analýze obvodů.

TIP

Věděli jste, že Kirchhoffovy zákony pro elektrické obvody lze odvodit z Maxwellových rovnic? V době definování Kirchhoffových zákonů to ale možné nebylo. Maxwellovy rovnice vznikly až o 19 let později v roce 1864.

Co definuje zákon o zachování elektrického náboje?

První Kirchhoffův zákon definuje zachování elektrického náboje v obvodu. Definice prvního Kirchhoffova zákona zní:

Součet proudů vstupujících do uzlu se rovná součtu proudů z uzlu vystupujících.

  • Zákon se týká elektrických proudů a uzlů.
  • Algebraický součet proudů v uzlu je roven nule.
  • Pravidlo definuje vzorec  I1 + I2 = I3 + I4

Co definuje zákon o zachování energie pro elektrické obvody?

Druhý Kirchhoffův zákon formuluje pravidla zachování energie v elektrických obvodech. Definice druhého Kirchhoffova zákona zní:

Součet napětí na zdrojích je roven součtu napětí na spotřebičích.

  • Zákon se týká elektrického napětí a smyček.
  • Algebraický součet napětí ve smyčce je roven nule.
  • Pravidlo definuje vzorec U1 + U2 + U3 + U4 + UN = 0 

K čemu slouží Kirchhoffovy zákony?

Pomocí zákonů definovaných Gustavem Kirchhoffem se analyzují rozvětvené elektrické obvody. Kirchhoffovy zákony, stejně jako Ohmův zákon, představují základní nástroje teoretické analýzy obvodů, slouží:

  • k určení velikosti a směru elektrického proudu v jednotlivých větvích,
  • k určení velikosti elektrického napětí na svorkách jednotlivých prvků.
TIP

Věděli jste, že k analýze elektrického obvodu pomocí Kirchhoffových zákonů se používají dvě rozdílné metody? První z nich je metoda analýzy uzlů, která je založena na prvním Kirchhoffovém zákonu. Druhou metodou je analýza smyček, která využívá principů druhého Kirchhoffova zákona.

Navazující články

O větrných elektrárnách koluje několik mýtů. Víte, jaké jsou ty nejčastější?
Argumenty proti větrným elektrárnám se omílají stále dokola.  Občané upozorňují na hlučnost a změnu rázu k...
19. 04. 2021 | 3 min. čtení
Číst článek
Co je to Hyperloop a jak ovlivní cestování v budoucnu?
Hyperloop představuje vysokorychlostní transportní systém, za kterým stojí Elon Musk, zakladatel kosmické společnosti SpaceX a automobilky...
01. 04. 2021 | 3 min. čtení
Číst článek

Nové články na Elektrina.co

O větrných elektrárnách koluje několik mýtů. Víte, jaké jsou ty nejčastější?
Argumenty proti větrným elektrárnám se omílají stále dokola.  Občané upozorňují na hlučnost a změnu rázu k...
19. 04. 2021 | 3 min. čtení
Číst článek
Jaká budoucnost čeká elektromobily v Česku? Plány jsou ambiciózní
V loňském roce byl schválen Národní akční plán čisté mobility (NAP CM) pro období 2021 až 2027. Jedná se o aktualizov...
14. 04. 2021 | 3 min. čtení
Číst článek
Netopte „pánu bohu do oken.“ Jak zatočit s úniky tepla jednou provždy?
Únikům tepla lze předejít. Je sice pravdou, že zcela se jich nezbavíte, ale za pomoci revize a zateplení je lze snížit na minimum. Zapotřeb&iacut...
07. 04. 2021 | 3 min. čtení
Číst článek