فیزیک (2) - ریاضی فیزیک صفحه ۶۵
جریان الکتریکی و مدارهای جریان مستقیم٢ــ هرگاه از ٔ پایانه منفی به طرف ٔ پایانه مثبت یک منبع نیروی ّ محر که حرکت کنیم، پتانسیل به ٔ اندازه ℰافزایش می‌یابد و اگر در خالف این جهت (یعنی از ٔ پایانه مثبت به طرف ٔ پایانه منفی) حرکت کنیم پتانسیل بهٔ اندازه ℰ کاهش می‌یابد. در جدول 4 ــ2 این دستورالعمل ها خالصه شده اند.جدول ــ2 4 جدول قرارداد تعیین عالمت اختالف پتانسیل ها در یک مدار گوستاو کیرشهوف ــ1887().م1824تک حلقه ای، شامل مقاومت و منبع نیروی محرکۀ الکتریکی گوستاو رابرت کیرشهوف 1 در غربآلمان کنونی به دنیا آمد. کیرشهوف سهمیعنصر مدار جهت حرکت تغییر پتانسیل اساسی در درک مدارهای الکتریکی،طیف نگاری، ترمودینامیک و تابش اجسامجهت I گرم داشته است. در واقع او نخستین کسیمقاومت در جهت جریان - IR حرکت R R بود که ٔ واژه جسم سیاه را در سال ٢٦٨١I = - IR ∆V به کار برد و دو قانون مهم در ٔ نظریه مدارهایIR − = ∆V = + IR ∆V = + ∆V الکتریکی (قاعده − = های ∆V حلقه و انشعاب) ودر خالف جهت جهت I ترمودینامیک به افتخار او نام گذاری شدهمقاومت جریان R + IR حرکت R است. کیرشهوف قانون مدارهای الکتریکی= + IR I ∆V خود را در سال ٥٤٨١ در حالی پی ریزیIR − = ∆V = + IR ∆V = + ∆V − = ∆V کرد که دانشجوی دانشگاه آلبرتوس بود. اومنبع از پایان ٔ ه منفی به ℰ R I + R جهت قانون تابش گرمایی خود را در سال 1859نیروی محرکه پایان ٔ ه مثبت I حرکت کرد. پیشنهاد او داد و سپس آن عازم را در دانشگاه سال ١٦٨١ هایدلبرگ اثبات شدIR − = ∆V IR + = ∆V ℰ + = + = ∆V ∆V − = ∆VI و در آنجا کارهای بدیعی در طیف نگاری بهمنبع از پایان ٔ ه R مثبت به R ℰ - جهت انجام رسانید. کیرشهوف سرانجام در سالنیروی محرکه پایان ٔ ه I منفی حرکت ٧٨٨١ میالدی در سن ٣٦ سالگی در برلینIR − = ∆V IR + = ∆V + = ∆V ℰ - − = = ∆V ∆V دیده از جهان فرو بست.مثال ـ2 6در مدار شکل 33ــ2 فرض کنید = 12V ℰ ، r = 2/0 Ω و R = 4/0 Ω باشد.الف) جریان عبوری از مدار چقدر است؟ ب) اختالف پتانسیل دوسر باتری را محاسبه کنید.پاسخ: الف) اگر مدار را در جهت جریان نشان داده شده دور بزنیم براساس آنچه گفته شد، در یک حلق ٔ ه کامل با استفادهاز ٔ قاعده حلقه داریم:و در نتیجه - Ir - IR = 0 ℰA 0 / 2 = V 12 ℰ = I =ب) با استفاده از ٔ رابطه 7ــ2 اختالف پتانسیل دوسر باتری برابر است با Ω + 2 / 0 Ω R + r 4 / 0V 8 =) Ω 0 / 2 A)(0 / 2 (− V 12 = Ir − ℰ = a V − b Vتمرین ـ2 3مثال باال را با حرکت در خالف جهت جریان نشان داده شده، حل و نتیجه را با پاسخ مثال مقایسه کنید.Gustov Robert Kirchhoff 1ــ 65