by Ξεκινώντας από την διδασκαλία της Β΄ Λυκείου για το συνεχές ρεύμα, ας δούμε πώς μπορούμε να αντιμετωπίσουμε ένα πιο δύσκολο κύκλωμα, εφαρμόζοντας τον 2ο κανόνα του Kirchhoff, μέσω κάποιων εφαρμογών.
Πρώτα όμως λίγη θεωρία…
Έστω το κύκλωμα του διπλανού σχήματος, όπου η πηγή έχει ΗΕΔ Ε και μηδενική εσωτερική αντίσταση.
Τι ακριβώς συμβαίνει με τις διαφορές δυναμικού, τις τάσεις και τις ενέργειες στο κύκλωμα αυτό;
Προφανώς το κύκλωμα διαρρέεται από ρεύμα, η ένταση του οποίου μπορεί να υπολογιστεί από τον νόμο του Οhm σε κλειστό κύκλωμα:
ή
Αφιερωμένη στους συναδέλφους που θα διδάξουν για πρώτη φορά αυτεπαγωγή και που προβληματίζονται πώς θα διδαχτεί ο 2ος κανόνας του Kirchhoff.
Ελπίζοντας να βοηθήσει…
Πολύ ωραία μελέτη του 2ου κανόνα του Kirchhoff εμπλουτισμένη με παραδείγματα για την πλήρη καταννόηση του τι εκφράζει και το πώς εφαρμόζεται.Ευχαριστούμε πολύ Διονύση.
Πολύ όμορφη δουλειά Διονύση.
Δεν έχω καταλάβει τι θα γίνει φέτος στη Β΄ με τους κανόνες Κίρχωφ και συνεπώς τι θα ισχύει την επόμενη χρονιά.
Θα παίξουν στη Β΄ κυκλώματα με δύο (και πάνω) πηγές;
Καλησπέρα Παύλο, καλησπέρα Γιάννη.
Σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Γιάννη δεν πρόκειται να αλλάξει κάτι στην διδασκαλία φέτος στην Β΄ τάξη.
Δεν θα μπουν δύο πηγές, η διδασκαλία θα συνεχίσει να είναι ίδια. Το ερώτημα είναι ο 2ος κανόνας, όπως διδάσκεται, αναφέρεται σε πηγές; Ενδιαφέρεται αν είναι μία ή δύο;
Προφανώς όχι. Άρα θα πρέπει να βρεθούν κατάλληλα παραδείγματα εφαρμογής του, ώστε να μπορούν να προχωρήσουν οι μαθητές στην αυτεπαγωγή που έχουμε δύο “πηγές”.
Και με την ευκαιρία, επειδή ακούω διάφορες αντιρρήσεις.
Εκτός ύλης βγήκαν οι ασκήσεις με πηγή στις ράβδους, όχι επειδή δεν υποστηριζόταν τα κυκλώματα με δύο πηγές από τον 2ο κανόνα, αλλά επειδή δεν ήθελαν να διδαχτούν τα πρότυπα των κινητήρων.
Εντάξει διδάσκουμε το μοντέλο μετατροπής της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική, αλλά δεν διδάσκουμε ένα αντίστροφο μοντέλο, που να μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική…
Καλημέρα Διονύση. Η αναμονή μέχρι το τράβηγμα της κουρτίνας έχει πάντα την αξία της…
Καλησπέρα Αποστόλη.
Πάντα η αναμονή.. αυξάνει το ενδιαφέρον 🙂
Καλησπέρα Διονύση. Ωραία εργασία και πολύ αναλυτική.
Όλη η ουσία είναι αυτό που λες στο συμπέρασμα. Δε χρειάζεται να μπερδευτούμε με περιπτώσεις, αρκεί να χρησιμοποιούμε τον κανόνα, από το βιβλίο των Δεσμών:
Κατά τη φορά του ρεύματος, σε βρόχο, το αλγεβρικό άθροισμα των μεταβολών του δυναμικού είναι μηδέν. Σε ένα κουτί ή πηνίο, αν ΔV > 0, το δίπολο ανυψώνει το δυναμικό, προσφέρει ενέργεια στο ρεύμα.
Αν ΔV < 0, το δίπολο μειώνει το δυναμικό, αφαιρεί ενέργεια από το ρεύμα.
π.χ. στην Εφαρμογή 2 ii
ΔVΑΓ + ΔVΓΒ + ΔVΒΓ = 0
-Ε -Ι(r+R) + ΔVΒΓ = 0
ΔVΒΓ = +50V > 0, άρα προσφέρει ενέργεια στο ρεύμα (ανυψώνει το δυναμικό), το ρεύμα συναντάει πρώτα τον αρνητικό πόλο της πηγής.
Αν έχουμε πηνίο, ΔVL = Eαυτ = – L (di/dt)
π.χ. στην Εφαρμογή 4, άρα 4η εφαρμογή, βγαίνει ΔVL = -8V, δηλαδή πέφτει το δυναμικό περνώντας το ρεύμα μέσα από το πηνίο, χάνει ενέργεια, την οποία αποδίδει στη δημιουργία ενέργειας μαγνητικού πεδίου.
Καλημέρα Ανδρέα και σε ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Έτσι ακριβώς είναι και πολύ καλά τα λέγαμε κάποτε επί δεσμών.
Απλά επειδή τώρα δεν έχει διδαχτεί ποτέ σωστά ο 2ος κανόνας του Kirchhoff, έκανα μια προσπάθεια “διδασκαλίας” όπου να αναδειχτούν πράγματα που κάπου έχουν χαθεί…