Elektrické obvody
Elektrické obvody (7/15) · 6:50

2. Kirchhofův zákon - o napětí a smyčkách Jak analyzovat napětí mezi prvky ve složitějším obvodu?

Navazuje na Elektřinu.
Nyní jsme připraveni začít zapojovat prvky do elektrických obvodů. Jedna ze dvou věcí, které jsou k tomu zapotřebí, jsou Kirchhoffovy zákony. V tomto videu si budeme povídat o Druhém Kirchhoffově zákonu, zabývajícím se napětím. Podíváme-li se na tento obvod, máme tu zdroj napětí, řekněme 10 voltů. Připojíme k němu rezistor, řekněme o odporu 200 ohmů. Jen abychom věděli, o čem se bavíme. Teď mohu udělat to, že v jednotlivých uzlech vyznačím napětí. Jeden uzel je tady dole. Zcela libovolně napíšu, že má 0 voltů. Po průchodu tímto zdrojem napětí bude mít tento uzel nahoře 10 voltů. Připomeňme si názvosloví. Tomuto říkáme napětí. Napětí při průchodu zdrojem stoupne, tomu se říká přírůstek napětí. Tady na této straně, když jsme v obvodu přímo tady, a sešli jsme z tohoto uzlu sem, napětí by kleslo z 10 na 0 voltů, tomu se říká pokles napětí. Ale to je jenom slang, nářečí týkající se změn napětí. Teď z toho mohu vyvodit závěr. Podívám-li se na tento přírůstek 10 voltů a na pokles napětí, který je také 10 voltů, mohu říct, že pokles je 10 voltů, nebo že přírůstek na této straně je −10 voltů. Přírůstek −10. Tyto dva výrazy mají oba stejný význam. Znamenají, že napětí se při průchodu rezistorem změnilo z 10 voltů na 0. Mám tu pro to výraz, který zní V_přírůstek minus V_pokles rovná se kolik? Rovná se 0. Získal jsem 10 voltů a pak šel o 10 voltů dolů, skončil jsem na 0 voltech, a to je přesně tady. Toto je jedna z podob Druhého Kirchhoffova zákona. Tvrdí, že přírůstky minus poklesy napětí jsou rovny nule. Dosadíme-li čísla, vyjde 10 minus 10 rovná se 0. Nakreslím tento obvod znovu. Nakreslíme novou verzi obvodu. Mějme dva rezistory místo jednoho. Uděláme z nich… Uděláme dva rezistory, každý o odporu 100 ohmů. Označme je. Toto je opět 10 voltů. Tento uzel je na 0 voltech. Tento uzel má 10 voltů. Co tento uzel? Tento uzel má… Tyto rezistory jsou stejné, bude tu tedy 5 voltů. To je napětí uzlu vzhledem k tomuto bodu. Má hodnotu 5 voltů. Toto je také 5 voltů. Toto je 10 voltů. Projděme to znovu. Začneme tady a spočteme přírůstky a poklesy. Získáme 10 voltů, pak poklesneme o 5, tady o dalších 5 a skončíme zpátky na 0. Můžeme napsat součet přírůstků a poklesů stejně jako předtím. 10 minus 5 minus 5 rovná se 0. Dobrá. To mohu zobecnit. Můžeme říct, že obecně lze provést součet… Toto je symbol pro součet. součet přírůstků napětí minus součet poklesů napětí je roven 0. To je jedna z podob Druhého Kirchhoffova zákona. Součet přírůstků napětí minus součet poklesů napětí se vždy rovná 0. Existuje ještě kratší zápis, který mám raději. Začneme v jednom z rohů obvodu. Začněme tady. Napětí o 10 voltů naroste, o 5 klesne, o 5 klesne. Sčítáme přírůstky napětí, všechny přírůstky. Přírůstek +10. Toto je přírůstek −5 a toto je přírůstek −5. Mohu to tedy zapsat pomocí jediného symbolu součtu. Součet všech napětí podél smyčky, když ji projdeme celou, je roven 0. Mohu tedy začít kdekoli v obvodu, projít ho celý jedním směrem a dostanu se na stejné napětí, na kterém jsem začal. Zarámečkujme to. Toto je Druhý Kirchhoffův zákon. Začal jsem v tomto rohu, ale mohu začít kdekoli. Kdybych začal tady nahoře a šel po směru hodinových ručiček, počítal bych −5, −5, +10, a dostal bych stejné číslo. Opět bych se dostal na 0. Kdybych začal tady a šel v protisměru, stane se to samé. +5, +5 voltů přírůstek, a toto je pokles o 10 voltů. Funguje to v libovolném směru pohybu po smyčce. To je základem Druhého Kirchhoffova zákona. Když to spojíme s Prvním Kirchhoffovým zákonem, budeme mít vše potřebné k analýzám obvodů.
video