กฎของปัวเล็ต: แนวคิด วิธีใช้ ตัวอย่าง

กฎของปัวเล็ต เป็นนิพจน์ที่ใช้กำหนดความเข้มของ กระแสไฟฟ้า ที่ไหลผ่านตาข่ายธรรมดา ถักง่ายๆคือ วงจรไฟฟ้า ปิดโดยไม่มีสาขา กฎของปัวเลต์ระบุว่ากระแสไฟฟ้าในตาข่ายเหล่านี้สอดคล้องกับความแตกต่างระหว่างแรง แรงเคลื่อนไฟฟ้าและแรงต้านไฟฟ้า หารด้วยผลรวมของความต้านทานไฟฟ้าของธาตุแต่ละธาตุที่มีอยู่ ในตาข่าย

กฎของปัวเลต์มาจากกฎการอนุรักษ์ของ พลังงาน โดยทั่วไปเรียกว่ากฎตาข่ายของ Kirchoff ซึ่งสามารถนำไปใช้กับวงจรไฟฟ้าที่ซับซ้อนมากขึ้นได้ อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่ง่ายกว่า การใช้กฎของ Pouilet นั้นมีประโยชน์มากกว่า เนื่องจากความเรียบง่าย

นอกจากนี้ ทุกปี แบบฝึกหัดอิเล็กโทรไดนามิกส์จำนวนมากปรากฏใน แล้วก็ และในการสอบเข้าอื่นๆ ซึ่งสามารถแก้ไขได้ง่ายและรวดเร็วหากเราใช้กฎหมายที่เป็นปัญหาอย่างถูกต้อง

ดูยัง: กฎของโอห์ม - กฎของอิเล็กโทรไดนามิกที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่ง

กฎของปัวเล็ต

กฎของปัวเลต์ ช่วยให้คุณคำนวณโมดูลัสของกระแสไฟฟ้าที่สร้างขึ้นตามกริด. ในทางกลับกันตาข่ายเป็นเส้นทางปิดภายในวงจรไฟฟ้า ตามกฎหมายนี้ กระแสไฟฟ้าจะเท่ากับผลรวมของแรงเคลื่อนไฟฟ้าลบด้วยผลรวมของแรงต้านไฟฟ้า ซึ่งผลลัพธ์จะถูกหารด้วยความต้านทานรวมของตาข่าย สังเกตรูปต่อไปนี้ เรานำกฎของ Pouilet มาในรูปแบบทั่วไป:

ε และ ε' – แรงเคลื่อนไฟฟ้าและแรงต้านไฟฟ้า (V – โวลต์)

R, R_ผม และ r'_ผม - ผลรวมของความต้านทานไฟฟ้าของตัวต้านทาน เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และเครื่องรับ

อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

วิธีการใช้กฎของปูยเลต์

ในการคำนวณด้วยกฎของ Pouilet จำเป็นต้องรู้ว่าใครเป็นคน เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และใครคือ เครื่องรับของขวัญในตาข่าย ดังนั้นคุณต้องรู้ว่า ทิศทางกระแสไฟฟ้า เพื่อให้เราสามารถระบุองค์ประกอบที่มีอยู่ในตาข่ายได้

เมื่อรู้ทิศทางของกระแสแล้วก็เพียงพอที่จะจำไว้ว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามักจะข้ามจากศักยภาพต่ำสุดไปยังศักยภาพสูงสุด (แท่งเล็กและแท่งใหญ่ขึ้นตามลำดับ) ในขณะที่กระแสที่ผ่านตัวรับจะมีค่าศักย์สูงสุดและปล่อยผ่านขั้วล่าง ศักยภาพ

รูปต่อไปเป็นตัวอย่างวิธีที่เราสามารถระบุเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและเครื่องรับในวงจรได้:

เครื่องกำเนิดจะถูกสำรวจจากศักยภาพที่น้อยที่สุดไปสู่ศักยภาพสูงสุด ในขณะที่เครื่องรับจะทำจากเล็กที่สุดไปหาใหญ่ที่สุด

หลังจากระบุตัวกำเนิดและตัวรับแล้ว เราต้องจำไว้ว่า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าผลิตแรงเคลื่อนไฟฟ้าและตัวรับกินมัน ปริมาณพลังงานที่เครื่องรับแต่ละเครื่องต้องใช้งานเรียกว่า ความแข็งแกร่งเคาน์เตอร์ไฟฟ้า ดังนั้นในกฎของ Pouilet จะต้องคำนึงถึงความแตกต่างระหว่างพลังงานที่ผลิตโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและพลังงานที่เครื่องรับใช้

ตัวอย่างกฎของ Poillet

ในหัวข้อนี้ เราแสดงตัวอย่างวงจรที่สามารถกำหนดกระแสไฟฟ้าได้โดยง่ายโดยใช้กฎของปูยเล็ต ดู:

ในตารางมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจริงที่มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าเท่ากับ 10 V และความต้านทานภายในเท่ากับ 1 Ω ต่อกับมอเตอร์ไฟฟ้าที่มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าต้านเท่ากับ 8 V ความต้านทานไฟฟ้าเท่ากับ 1 Ω. ดังแสดงในรูปนี้:

โดยที่ ε = 10 V, ε' = 8 V, r_ผม = 1 Ω และ r'_ผม = 1 Ω กำหนดโดยกฎของ Pouilet ความเข้มของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านวงจร:

ความละเอียด:

ตัวอย่างพูดถึงวงจรที่สร้างขึ้นโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับมอเตอร์ไฟฟ้าเท่านั้น เมื่อทราบสิ่งนี้ เราจะใช้ข้อมูลที่ให้ไว้ในสูตรกฎหมายของ Pouilet:

ดูยัง:การเคลื่อนไหวที่สม่ำเสมอ - แนวคิด สูตร และแบบฝึกหัด

แก้ไขแบบฝึกหัดเกี่ยวกับกฎของ Poillet

คำถามที่ 1) สังเกตวงจรไฟฟ้าที่แสดงในรูปต่อไปนี้:

ใช้กฎของ Poillet กำหนดความเข้มของกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในวงจรนี้และทำเครื่องหมายทางเลือกที่ถูกต้อง:

ก) 1.0 A

ข) 1.5 A

ค) 2.5 A

ง) 5.0 A

จ) 7.5 A

แม่แบบ: จดหมายข

ความละเอียด:

ก่อนทำแบบฝึกหัด เราต้องสังเกตทิศทางของกระแสไฟฟ้าอย่างระมัดระวัง เมื่อทำเช่นนี้ เราสังเกตว่ามีตัวสร้างสองตัวในเมชที่แสดงภาพประกอบ เนื่องจากมีเพียงสององค์ประกอบเท่านั้น วงจรที่ไม่ใช่ตัวต้านทานจะถูกนำพาโดยกระแสไฟฟ้าจากที่เล็กที่สุดไปหามากที่สุด ศักยภาพ เมื่อเสร็จแล้ว เราก็ใช้กฎของ Poillet:

จากการคำนวณที่ดำเนินการ เราพบว่ากระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในวงจรมีค่าเท่ากับ 1.5 A ดังนั้นทางเลือกที่ถูกต้องคือตัวอักษร b

ในวงจรอย่างง่าย เช่น การถ่ายภาพ กฎของ Pouilet ใช้ในการคำนวณกระแสไฟฟ้า

คำถามที่ 2) ในวงปิด มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจริงและเหมือนกันสามเครื่องเชื่อมโยงกันเป็นชุด เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าของพวกมันมีค่าเท่ากับ 1.5 V และความต้านทานไฟฟ้าของพวกมันคือ 0.25 Ω หากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชุดนี้เชื่อมต่อกับมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็กในอุดมคติซึ่งมีแรงต้านทางไฟฟ้าเท่ากับ 3.0 V ความเข้มของกระแสไฟฟ้าที่จะไหลผ่านจะเป็นอย่างไร

ก) 0.5 A

ข) 1.5 A

ค) 2.0 A

ง) 5.0 A

จ) 3.5 A

แม่แบบ: ตัวอักษร C

ความละเอียด:

ในการแก้แบบฝึกหัด เราจะใช้กฎของปูยเลต์ ดังนั้นเราจึงรวมแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทั้งหมดเข้าด้วยกัน แล้วลบแรงต้านไฟฟ้าของเครื่องรับ สังเกตการคำนวณในรูปต่อไปนี้:

จากการคำนวณ กระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในวงจรนี้คือ 2.0 A ดังนั้นทางเลือกที่ถูกต้องคือตัวอักษร c

โดย Rafael Hellerbrock
ครูฟิสิกส์