قانون كيرشوف
التيار الكهربائي
يوضّح التيار الكهربائي السيل المتتابع من الشحنات الكهربائية سالبة الشحنة والتي تتحرّك باتّجاه محدد ومنظّم وتنتقل هذه الشحنات من المولّد الرئيسي للكهرباء كالبطاريّة إلى الجهاز المراد تشغيله بواسطة الطاقة الكهربائيّة، ولتوصيل التيار الكهربائيّ من المولّد إلى الجهاز يجب استخدام مواد موصلة، فتقسم المواد في الطبيعة إلى قسمين، هما: المواد الناقلة، وهي التي تسمح للتيار الكهربائي بالمرور من خلالها كالألومنيوم، والمواد العازلة، وهي التي لا تسمح للتيار الكهربائي بالمرور من خلالها كالخشب والفحم. ويمتاز التيّار الكهربائي بالعديد من الخصائص كإمكانيّة بذل شغل، حيث يُمكنه إنتاج طاقة كهربائيّة، وتعتبر أحد أهم أنواع الطاقة في هذا الكون، كما يمكن تحويلها من شكلٍ إلى آخر من خلال استخدام أجهزة مختلفة.
العالم كيرشوف
العالم جوستاف روبرت كيرشوف هو عالم فيزيائيّ ألماني، كان له دوراً كبيراً في توضيح آلية عمل الدوائر الكهربائيّة، والتحليل الطيفي، وإشعاع الجسم الأسود، كما صاغ قانونين سميا بقوانين كيرشوف اللذان كان لهما أهميّة كبيرة في حل الدوائر الكهربائيّة المعقّدة، ويعتبر كل من قانون أوم وقانوني كيرشوف القوانين الأساسيّة في علم الكهرباء.
قوانين كيرشوف للتيّار
يقسّم القانون الرئيسي لكيرشوف إلى قانونين فرعيين يساعدان في حل المسائل الكهربائيّة المعقّدة، والتي لا يمكن حلّها باستخدام قانون أوم لحل الدوائر البسيطة، وهما:
- قانون كيرشوف الأول: يعمل هذا القانون على مبدأ حفظ الشحنة، وينص على أنّه عند أي نقطة في الدارة الكهربائيّة يكون مجموع كافّة التيارات يساوي صفراً، مع الانتباه لاتّجاه حركة التيار الكهربائي الساري في الدارة، فإذا كان التيار داخلاً في النقطة يعتبر تياراً سالباً، وإذا كان خارجاً من النقظة يعتبر تياراً موجباً.
- قانون كيرشوف الثاني: يقوم هذا القانون على مبدأ حفظ الطاقة، وينص على أنّه في أي مسار مغلق، أي عند الابتداء بنقطةٍ معيّنة والعودة إليها فإنّ مجموع كافة فروق الجهد في الدارة يساوي صفراً، سواء كان الجهد المبذول على المقاومات داخل الدارة باستخدام قانون أوم، أو قانون القوة الدافعة الكهربائيّة، كما يجب الانتباه إلى الاتّجاه الذي يتحرّك فيه التيار داخل الدارة، وما إذا كان داخلاً في النقظة أو خارجاً منها.
كيفية إيجاد التيّار
- نحدد اتّجاه التيار الكهربائي الذي نريده، ثمّ نطبّق قانون كيرشوف الأول من خلال كتابة معادلة التيارات.
- نأخذ المسار المغلق من النقطة المحددة، ونكتب المعادلة الخاصّة بفرق الجهد، وذلك حسب قانون كيرشوف الثاني.
- نحل المعادلات الناتجة من خلال الحذف أو التعويض.
- نجد التيارات، ثمّ نجد الجهد الواقع على المقاومة من خلال قانون أوم.