ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ನಿಯಮ

ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ನಿಯಮ#

ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ನಿಯಮವು ಜರ್ಮನ್ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಗುಸ್ತಾವ್ ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ ಅವರ ಹೆಸರನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಎರಡು ಮೂಲಭೂತ ತತ್ವಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ.

1. ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ಕರೆಂಟ್ ನಿಯಮ (KCL): ಈ ನಿಯಮವು ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿನ ಒಂದು ಜಂಕ್ಷನ್ನಲ್ಲಿ ಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಒಟ್ಟು ಕರೆಂಟ್ ಅದೇ ಜಂಕ್ಷನ್ನಿಂದ ನಿರ್ಗಮಿಸುವ ಒಟ್ಟು ಕರೆಂಟ್ಗೆ ಸಮನಾಗಿರಬೇಕು ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಅಥವಾ ನಾಶಪಡಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ.

2. ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿಯಮ (KVL): ಈ ನಿಯಮವು ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿನ ಯಾವುದೇ ಮುಚ್ಚಿದ ಲೂಪ್ ಸುತ್ತಲಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಳ ಬೀಜಗಣಿತ ಮೊತ್ತವು ಶೂನ್ಯಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿರಬೇಕು ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಸರಳವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಒಂದು ಲೂಪ್ನಲ್ಲಿ ಪಡೆದ ಒಟ್ಟು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಕಳೆದುಕೊಂಡ ಒಟ್ಟು ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗೆ ಸಮನಾಗಿರಬೇಕು.

ಈ ನಿಯಮಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳ ವರ್ತನೆಯನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಮತ್ತು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಅಡಿಪಾಯವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ, ಇದರಿಂದ ಎಂಜಿನಿಯರ್ಗಳು ಮತ್ತು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಸಂಕೀರ್ಣ ನೆಟ್ವರ್ಕ್ಗಳೊಳಗಿನ ಕರೆಂಟ್ಗಳು, ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಳು ಮತ್ತು ರೆಸಿಸ್ಟೆನ್ಸ್ಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ನಿಯಮಗಳು ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಸಿದ್ಧಾಂತದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಗತ್ಯವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅನೇಕ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವಿಶ್ಲೇಷಣಾ ತಂತ್ರಗಳಿಗೆ ಆಧಾರವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ.

ಗುಸ್ತಾವ್ ರಾಬರ್ಟ್ ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ ಬಗ್ಗೆ ಇತಿಹಾಸ#

ಗುಸ್ತಾವ್ ರಾಬರ್ಟ್ ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ (12 ಮಾರ್ಚ್ 1824 – 17 ಅಕ್ಟೋಬರ್ 1887) ಒಬ್ಬ ಜರ್ಮನ್ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರಾಗಿದ್ದು, ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ, ವಿದ್ಯುತ್ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ವಿಕಿರಣ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಿಗೆ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡಿದ್ದಾರೆ. ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಬೆಳಕಿನ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ವಿವರಿಸುವ ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ನಿಯಮಗಳ ರೂಪಿಸುವಿಕೆಗಾಗಿ ಅವರು ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಸಿದ್ಧರಾಗಿದ್ದಾರೆ.

ಪ್ರಾರಂಭಿಕ ಜೀವನ ಮತ್ತು ಶಿಕ್ಷಣ: ಗುಸ್ತಾವ್ ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ ಅವರು 12 ಮಾರ್ಚ್ 1824 ರಂದು ಪ್ರಷ್ಯಾದ ಕೋನಿಗ್ಸ್ಬರ್ಗ್ನಲ್ಲಿ (ಈಗ ರಷ್ಯಾದ ಕಲಿನಿನ್ಗ್ರಾಡ್) ಜನಿಸಿದರು. ಅವರು ಗಣಿತ ಮತ್ತು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಆರಂಭಿಕ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯನ್ನು ತೋರಿಸಿದರು ಮತ್ತು ಕೋನಿಗ್ಸ್ಬರ್ಗ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದಲ್ಲಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿ 1847 ರಲ್ಲಿ ತಮ್ಮ ಡಾಕ್ಟರೇಟ್ ಪದವಿಯನ್ನು ಪಡೆದರು.

ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ: ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ ಅವರ ಅತ್ಯಂತ ಮಹತ್ವದ ಕೊಡುಗೆಗಳು ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿವೆ. 1859 ರಲ್ಲಿ, ಅವರು “ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಬೆಳಕಿನ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧದ ಕುರಿತು” ಎಂಬ ಶೀರ್ಷಿಕೆಯ ಕಾಗದವನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಿದರು, ಇದು ಅವರ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯ ಮೂರು ನಿಯಮಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಿತು:

1. ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ಮೊದಲ ನಿಯಮ: ಬಿಸಿ ವಸ್ತುವು ಎಲ್ಲಾ ತರಂಗಾಂತರಗಳ ಬೆಳಕನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತದೆ, ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ತೀವ್ರತೆಯು ವಸ್ತುವಿನ ತರಂಗಾಂತರ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ.
2. ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ಎರಡನೇ ನಿಯಮ: ಬಿಸಿ ವಸ್ತುವು ಅದು ಹೊರಸೂಸುವ ಅದೇ ತರಂಗಾಂತರಗಳ ಬೆಳಕನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.
3. ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ಮೂರನೇ ನಿಯಮ: ವಸ್ತುವಿನ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಅನುಪಾತವು ಎಲ್ಲಾ ತರಂಗಾಂತರಗಳಿಗೆ ಒಂದೇ ಆಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪರಿಪೂರ್ಣ ಕಪ್ಪು ವಸ್ತುವಿನ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಈ ನಿಯಮಗಳು ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ವಸ್ತುವಿನ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಭೂತ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸಿದವು ಮತ್ತು ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯನ್ನು ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ವಿಶ್ಲೇಷಣಾತ್ಮಕ ಸಾಧನವಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ಅಡಿಪಾಯವನ್ನು ಹಾಕಿದವು.

ವಿದ್ಯುತ್: ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ ಅವರು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರಕ್ಕೂ ಗಮನಾರ್ಹ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡಿದ್ದಾರೆ. 1845 ರಲ್ಲಿ, ಅವರು “ವಾಹಕಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಚಲನೆಯ ಕುರಿತು” ಎಂಬ ಶೀರ್ಷಿಕೆಯ ಕಾಗದವನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಿದರು, ಇದು ಧನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಚಾರ್ಜ್ಗಳ ಚಲನೆಯಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಿತು. ಅವರು ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ನಿಯಮಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಸಮೀಕರಣಗಳ ಗುಂಪನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು, ಇದು ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹಗಳ ವರ್ತನೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ನಿಯಮಗಳನ್ನು ಇಂದಿಗೂ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ಮತ್ತು ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಉಷ್ಣ ವಿಕಿರಣ: ಉಷ್ಣ ವಿಕಿರಣದ ಕುರಿತು ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ ಅವರ ಕೆಲಸವು ಕಪ್ಪು ವಸ್ತು ವಿಕಿರಣದ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಕಾರಣವಾಯಿತು. ಕಪ್ಪು ವಸ್ತುವು ಎಲ್ಲಾ ಘಟನಾ ಬೆಳಕನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಮತ್ತು ಪ್ಲಾಂಕ್ನ ನಿಯಮದ ಪ್ರಕಾರ ಉಷ್ಣ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಹೊರಸೂಸುವ ಆದರ್ಶ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ. ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ಉಷ್ಣ ವಿಕಿರಣದ ನಿಯಮವು ಕಪ್ಪು ವಸ್ತುವಿನ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಎಲ್ಲಾ ತರಂಗಾಂತರಗಳಿಗೆ ಅದರ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ.

ವಾರಸು: ಗುಸ್ತಾವ್ ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ ಅವರ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಕ್ಕೆ ನೀಡಿದ ಕೊಡುಗೆಗಳು ಆಳವಾದ ಮತ್ತು ದೂರವ್ಯಾಪಿಯಾಗಿದ್ದವು. ಅವರ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ನಿಯಮಗಳು ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ವಸ್ತುವಿನ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಕ್ರಾಂತಿಯನ್ನುಂಟುಮಾಡಿದವು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ವಿಕಿರಣದ ಕುರಿತು ಅವರ ಕೆಲಸವು ಈ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಅನೇಕ ಮುಖ್ಯ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗಳಿಗೆ ಅಡಿಪಾಯವನ್ನು ಹಾಕಿತು. ಅವರು 19 ನೇ ಶತಮಾನದ ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರಭಾವಶಾಲಿ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರಲ್ಲಿ ಒಬ್ಬರೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದ್ದಾರೆ ಮತ್ತು ಅವರ ವಾರಸು ಇಂದಿಗೂ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು ಪ್ರೇರೇಪಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮಾರ್ಗದರ್ಶನ ನೀಡುತ್ತದೆ.

#### ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ನಿಯಮಗಳು

ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ಮೊದಲ ನಿಯಮ (ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ಕರೆಂಟ್ ನಿಯಮ)#

ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ಮೊದಲ ನಿಯಮ, ಇದನ್ನು ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ಕರೆಂಟ್ ನಿಯಮ (KCL) ಎಂದೂ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯಲ್ಲಿ ಮೂಲಭೂತ ತತ್ವವಾಗಿದೆ. ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿನ ಒಂದು ನೋಡ್ಗೆ ಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಒಟ್ಟು ಕರೆಂಟ್ ಅದೇ ನೋಡ್ನಿಂದ ನಿರ್ಗಮಿಸುವ ಒಟ್ಟು ಕರೆಂಟ್ಗೆ ಸಮನಾಗಿರಬೇಕು ಎಂದು ಇದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಅಥವಾ ನಾಶಪಡಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಅದನ್ನು ಮಾತ್ರ ಪುನರ್ವಿತರಣೆ ಮಾಡಬಹುದು.

ವಿವರಣೆ:

ಬ್ಯಾಟರಿ, ರೆಸಿಸ್ಟರ್ ಮತ್ತು ಎರಡು ತಂತಿಗಳು ಸಂಧಿಸುವ ನೋಡ್ ಹೊಂದಿರುವ ಸರಳ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ. ಬ್ಯಾಟರಿಯಿಂದ ಕರೆಂಟ್ ರೆಸಿಸ್ಟರ್ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ನೋಡ್ನಲ್ಲಿ ವಿಭಜನೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಕೆಲವು ಕರೆಂಟ್ ಒಂದು ತಂತಿಯ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುತ್ತದೆ, ಉಳಿದವು ಇನ್ನೊಂದು ತಂತಿಯ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುತ್ತದೆ. KCL ಪ್ರಕಾರ, ನೋಡ್ಗೆ ಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಕರೆಂಟ್ (ಬ್ಯಾಟರಿಯಿಂದ) ನೋಡ್ನಿಂದ ನಿರ್ಗಮಿಸುವ ಒಟ್ಟು ಕರೆಂಟ್ಗೆ (ಎರಡು ತಂತಿಗಳ ಮೂಲಕ) ಸಮನಾಗಿರಬೇಕು.

ಉದಾಹರಣೆ:

ಕೆಳಗೆ ತೋರಿಸಿರುವ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ, ಬ್ಯಾಟರಿಯಿಂದ (I) ಕರೆಂಟ್ ರೆಸಿಸ್ಟರ್ (R) ಮೂಲಕ ಹರಿಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ನೋಡ್ನಲ್ಲಿ ವಿಭಜನೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಮೇಲಿನ ತಂತಿಯ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುವ ಕರೆಂಟ್ $I_1$, ಮತ್ತು ಕೆಳಗಿನ ತಂತಿಯ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುವ ಕರೆಂಟ್ $I_2$. KCL ಪ್ರಕಾರ, ನಾವು ಹೊಂದಿದ್ದೇವೆ:

$$ I = I_1 + I_2 $$

ಈ ಸಮೀಕರಣವು ನೋಡ್ಗೆ ಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಒಟ್ಟು ಕರೆಂಟ್ (I) ನೋಡ್ನಿಂದ ನಿರ್ಗಮಿಸುವ ಒಟ್ಟು ಕರೆಂಟ್ $(I_1 + I_2)$ ಗೆ ಸಮನಾಗಿದೆ ಎಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ.

ಅನ್ವಯಗಳು:

KCL ಅನ್ನು ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ಮತ್ತು ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ ಕರೆಂಟ್ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಇದು ಅತ್ಯಗತ್ಯವಾಗಿದೆ, ಇದು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್ಗಳು, ಪವರ್ ಡಿಸಿಪೇಶನ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು ಅಗತ್ಯವಾಗಿದೆ. KCL ಅನ್ನು ಬಹು ಮೂಲಗಳು, ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ಮತ್ತು ಇಂಡಕ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯಲ್ಲೂ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ಮೊದಲ ನಿಯಮ (ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ಕರೆಂಟ್ ನಿಯಮ) ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿನ ಒಂದು ನೋಡ್ಗೆ ಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಒಟ್ಟು ಕರೆಂಟ್ ಅದೇ ನೋಡ್ನಿಂದ ನಿರ್ಗಮಿಸುವ ಒಟ್ಟು ಕರೆಂಟ್ಗೆ ಸಮನಾಗಿರಬೇಕು ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಈ ನಿಯಮವು ಚಾರ್ಜ್ ಸಂರಕ್ಷಣೆಯ ತತ್ವವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ ಮತ್ತು ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ಮತ್ತು ವಿನ್ಯಾಸಕ್ಕೆ ಅತ್ಯಗತ್ಯವಾಗಿದೆ.

ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ಎರಡನೇ ನಿಯಮ (ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿಯಮ)#

ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ಎರಡನೇ ನಿಯಮ, ಇದನ್ನು ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿಯಮ (KVL) ಎಂದೂ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿನ ಯಾವುದೇ ಮುಚ್ಚಿದ ಲೂಪ್ ಸುತ್ತಲಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಳ ಬೀಜಗಣಿತ ಮೊತ್ತವು ಶೂನ್ಯಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿರಬೇಕು ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಮೂಲದಿಂದ ಪೂರೈಕೆಯಾದ ಒಟ್ಟು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿನ ಘಟಕಗಳಿಂದ ಬಳಸಲ್ಪಟ್ಟ ಒಟ್ಟು ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗೆ ಸಮನಾಗಿರಬೇಕು.

ಗಣಿತದ ಪ್ರಾತಿನಿಧ್ಯ:

$$\sum V = 0$$

ಎಲ್ಲಿ:

• $ΣV$ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಳ ಬೀಜಗಣಿತ ಮೊತ್ತವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ.
• ಮುಚ್ಚಿದ ಲೂಪ್ ಎಂದರೆ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿನ ಯಾವುದೇ ನಿರಂತರ ಮಾರ್ಗವು ಅದೇ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗಿ ಮುಕ್ತಾಯವಾಗುತ್ತದೆ.

ವಿವರಣೆ:

ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿಯಮವು ಶಕ್ತಿ ಸಂರಕ್ಷಣೆಯ ತತ್ವವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ. ಮುಚ್ಚಿದ ಲೂಪ್ನಲ್ಲಿ, ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮೂಲಗಳಿಂದ ಪೂರೈಕೆಯಾದ ಶಕ್ತಿಯು ಘಟಕಗಳಿಂದ ಬಳಸಲ್ಪಟ್ಟ ಶಕ್ತಿಗೆ ಸಮನಾಗಿರಬೇಕು. ಈ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಪೂರೈಸದಿದ್ದರೆ, ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಸಮತೋಲನದಲ್ಲಿರುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಯಾವುದೇ ಶಕ್ತಿ ನಷ್ಟವಿಲ್ಲದೆ ಕರೆಂಟ್ಗಳು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಹರಿಯುತ್ತವೆ.

ಉದಾಹರಣೆ 1: ಸರಳ ಸರಣಿ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್

ಬ್ಯಾಟರಿ, ರೆಸಿಸ್ಟರ್ ಮತ್ತು ವೋಲ್ಟ್ಮೀಟರ್ ಹೊಂದಿರುವ ಸರಳ ಸರಣಿ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ. ಬ್ಯಾಟರಿಯು 12 ವೋಲ್ಟ್ಗಳ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ರೆಸಿಸ್ಟರ್ 6 ಓಮ್ಗಳ ರೆಸಿಸ್ಟೆನ್ಸ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.

ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿಯಮವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, ನಾವು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬರೆಯಬಹುದು:

$$V_{battery} - V_{resistor} = 0$$

ನೀಡಲಾದ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಬದಲಿಸಿದರೆ, ನಾವು ಪಡೆಯುತ್ತೇವೆ:

$$12 V - 6 V = 0$$

ಈ ಸಮೀಕರಣವು ಬ್ಯಾಟರಿಯಿಂದ ಪೂರೈಕೆಯಾದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ರೆಸಿಸ್ಟರ್ನಿಂದ ಬಳಸಲ್ಪಟ್ಟ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗೆ ಸಮನಾಗಿದೆ ಎಂದು ದೃಢೀಕರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿಯಮವನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತದೆ.

ಉದಾಹರಣೆ 2: ಸಮಾನಾಂತರ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್

ಈಗ, ಎರಡು ರೆಸಿಸ್ಟರ್ಗಳು, $R_1$ ಮತ್ತು $R_2$, ಬ್ಯಾಟರಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿರುವ ಸಮಾನಾಂತರ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ. ಬ್ಯಾಟರಿಯು 9 ವೋಲ್ಟ್ಗಳ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತದೆ, $R_1$ 4 ಓಮ್ಗಳ ರೆಸಿಸ್ಟೆನ್ಸ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಮತ್ತು $R_2$ 6 ಓಮ್ಗಳ ರೆಸಿಸ್ಟೆನ್ಸ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.

ಬ್ಯಾಟರಿ ಮತ್ತು $R_1$ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಲೂಪ್ಗೆ ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿಯಮವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದರೆ, ನಾವು ಪಡೆಯುತ್ತೇವೆ:

$$V_{battery} - V_{R_1} = 0$$

ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಬದಲಿಸಿದರೆ, ನಾವು ಹೊಂದಿದ್ದೇವೆ:

$$9 V - (4 ohms \times I) = 0$$

ಅಂತೆಯೇ, ಬ್ಯಾಟರಿ ಮತ್ತು $R_2$ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಲೂಪ್ಗೆ KVL ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದರೆ, ನಾವು ಪಡೆಯುತ್ತೇವೆ:

$$V_{battery} - V_{R_2} = 0$$

ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಬದಲಿಸಿದರೆ, ನಾವು ಹೊಂದಿದ್ದೇವೆ:

$$9 V - (6 ohms \times I) = 0$$

ಈ ಎರಡು ಸಮೀಕರಣಗಳನ್ನು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಪರಿಹರಿಸಿದರೆ, ಕರೆಂಟ್ I 1.5 ಆಂಪ್ಸ್ ಎಂದು ನಾವು ಕಂಡುಕೊಳ್ಳುತ್ತೇವೆ.

ಆದ್ದರಿಂದ, $R_1$ ಅಡ್ಡಲಾಗಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್:

$$V_{R_1} = I R_1 = 1.5 A \times 4 ohms = 6 V$$

ಮತ್ತು $R_2$ ಅಡ್ಡಲಾಗಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್:

$$V_{R_2} = I R_2 = 1.5 A \times 6 ohms = 9 V$$

ಈ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್ಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಿದರೆ, ನಾವು ಪಡೆಯುತ್ತೇವೆ:

$$V_{R_1} + V_{R_2} = 6 V + 9 V = 15 V$$

ಈ ಮೌಲ್ಯವು ಬ್ಯಾಟರಿಯಿಂದ ಪೂರೈಕೆಯಾದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿಯಮವನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತದೆ.

ಸಾರಾಂಶದಲ್ಲಿ, ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿಯಮವು ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯಲ್ಲಿ ಮೂಲಭೂತ ತತ್ವವಾಗಿದ್ದು, ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮೂಲಗಳಿಂದ ಪೂರೈಕೆಯಾದ ಶಕ್ತಿಯು ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಘಟಕಗಳಿಂದ ಬಳಸಲ್ಪಟ್ಟ ಶಕ್ತಿಯಿಂದ ಸಮತೋಲನಗೊಂಡಿದೆ ಎಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳ ವರ್ತನೆಯನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಮತ್ತು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಇದು ಅತ್ಯಗತ್ಯವಾಗಿದೆ.

ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ನಿಯಮ ಪರಿಹರಿಸಿದ ಉದಾಹರಣೆ#

ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ಕರೆಂಟ್ ನಿಯಮ (KCL) ಒಂದು ಜಂಕ್ಷನ್ನಲ್ಲಿ ಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಒಟ್ಟು ಕರೆಂಟ್ ಜಂಕ್ಷನ್ನಿಂದ ನಿರ್ಗಮಿಸುವ ಒಟ್ಟು ಕರೆಂಟ್ಗೆ ಸಮನಾಗಿರಬೇಕು ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಗಣಿತದ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಈ ರೀತಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಬಹುದು:

$$ ∑I_{in} = ∑I_{out} $$

ಎಲ್ಲಿ:

• $I_{in}$ ಜಂಕ್ಷನ್ನಲ್ಲಿ ಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಕರೆಂಟ್ ಆಗಿದೆ
• $I_{out}$ ಜಂಕ್ಷನ್ನಿಂದ ನಿರ್ಗಮಿಸುವ ಕರೆಂಟ್ ಆಗಿದೆ

ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿಯಮ (KVL) ಮುಚ್ಚಿದ ಲೂಪ್ ಸುತ್ತಲಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಳ ಮೊತ್ತವು ಶೂನ್ಯಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿರಬೇಕು ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಗಣಿತದ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಈ ರೀತಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಬಹುದು:

$$ ∑V = 0 $$

ಎಲ್ಲಿ:

• V ಮುಚ್ಚಿದ ಲೂಪ್ ಸುತ್ತಲಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಆಗಿದೆ

ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ನಿಯಮಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ನ ಮೂಲಭೂತ ನಿಯಮಗಳಾಗಿವೆ, ಇವುಗಳನ್ನು ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು. ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿನ ಕರೆಂಟ್ ಮತ್ತು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು, ಜೊತೆಗೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುವ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಇವುಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಆಗಾಗ ಕೇಳಲಾಗುವ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು – FAQs#

ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ಕರೆಂಟ್ ನಿಯಮವನ್ನು ಹೇಳಿ

ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ಕರೆಂಟ್ ನಿಯಮ (KCL) ಒಂದು ಜಂಕ್ಷನ್ನಲ್ಲಿ ಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಒಟ್ಟು ಕರೆಂಟ್ ಅದೇ ಜಂಕ್ಷನ್ನಿಂದ ನಿರ್ಗಮಿಸುವ ಒಟ್ಟು ಕರೆಂಟ್ಗೆ ಸಮನಾಗಿರಬೇಕು ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಅಥವಾ ನಾಶಪಡಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ.

KCL ಅನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು, ಬ್ಯಾಟರಿ, ರೆಸಿಸ್ಟರ್ ಮತ್ತು ಸ್ವಿಚ್ ಹೊಂದಿರುವ ಸರಳ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ. ಸ್ವಿಚ್ ಮುಚ್ಚಿದಾಗ, ಕರೆಂಟ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯಿಂದ ಹರಿಯುತ್ತದೆ, ರೆಸಿಸ್ಟರ್ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿಗೆ ಹಿಂತಿರುಗುತ್ತದೆ. ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಧನಾತ್ಮಕ ಟರ್ಮಿನಲ್ನಲ್ಲಿ ಜಂಕ್ಷನ್ನಲ್ಲಿ ಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಕರೆಂಟ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಋಣಾತ್ಮಕ ಟರ್ಮಿನಲ್ನಲ್ಲಿ ಜಂಕ್ಷನ್ನಿಂದ ನಿರ್ಗಮಿಸುವ ಕರೆಂಟ್ಗೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ.

KCL ನ ಇನ್ನೊಂದು ಉದಾಹರಣೆಯೆಂದರೆ ಸಮಾನಾಂತರ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್. ಸಮಾನಾಂತರ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ, ಮೂಲದಿಂದ ಕರೆಂಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನ ವಿವಿಧ ಶಾಖೆಗಳ ನಡುವೆ ವಿಭಜನೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಮೂಲದಲ್ಲಿ ಜಂಕ್ಷನ್ನಲ್ಲಿ ಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಒಟ್ಟು ಕರೆಂಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನ ಪ್ರತಿ ಶಾಖೆಯಲ್ಲಿನ ಕರೆಂಟ್ಗಳ ಮೊತ್ತಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ.

KCL ವಿದ್ಯುತ್ನ ಮೂಲಭೂತ ನಿಯಮವಾಗಿದ್ದು, ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಮತ್ತು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕರೆಂಟ್ ಸರಿಯಾಗಿ ಹರಿಯದ ಬಿಂದುಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳನ್ನು ಟ್ರಬಲ್ಶೂಟ್ ಮಾಡಲು ಇದನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

KCL ನ ಕೆಲವು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಉದಾಹರಣೆಗಳು ಇಲ್ಲಿವೆ:

• ಸರಣಿ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ, ಕರೆಂಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಮೂಲಕ ಒಂದೇ ಆಗಿರುತ್ತದೆ.
• ಸಮಾನಾಂತರ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ, ಕರೆಂಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನ ವಿವಿಧ ಶಾಖೆಗಳ ನಡುವೆ ವಿಭಜನೆಯಾಗುತ್ತದೆ.
• ಸಂಕೀರ್ಣ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ, ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ಕರೆಂಟ್ ನಿಯಮ ಮತ್ತು ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿಯಮವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಬಹುದು.

KCL ಒಂದು ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಸಾಧನವಾಗಿದ್ದು, ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಮತ್ತು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು. ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ನ ಮೂಲಭೂತ ನಿಯಮವಾಗಿದ್ದು, ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳು ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಅತ್ಯಗತ್ಯವಾಗಿದೆ.

ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ಮೊದಲ ನಿಯಮವನ್ನು ಇನ್ನೇನು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ?

ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ಮೊದಲ ನಿಯಮ, ಇದನ್ನು ಕಿರ್ಚ್ಹಾಫ್ನ ಕರೆಂಟ್ ನಿಯಮ (KCL) ಎಂದೂ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಒಂದು ಜಂಕ್ಷನ್ನಲ್ಲಿ ಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಒಟ್ಟು ಕರೆಂಟ್ ಅದೇ ಜಂಕ್ಷನ್ನಿಂದ ನಿರ್ಗಮಿಸುವ ಒಟ್ಟು ಕರೆಂಟ್ಗೆ ಸಮನಾಗಿರಬೇಕು ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಈ ನಿಯಮವು ಚಾರ್ಜ್ ಸಂರಕ್ಷಣೆಯ ತತ್ವವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ, ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಅಥವಾ ನಾಶಪಡಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ.

ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, KCL ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿನ ಯಾವುದೇ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ನಿವ್ವಳ ಕರೆಂಟ್ ಶೂನ್ಯವಾಗಿರಬೇಕು ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಬ್ಯಾಟರಿ, ರೆಸಿಸ್ಟರ್ ಮತ್ತು ವೋಲ್ಟ್ಮೀಟರ್ ಹೊಂದಿರುವ ಸರಳ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸುವ ಮೂಲಕ ಇದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಮುಚ