250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 95)

Các định luật Kirchhoff về mạch điện

1845

Gustav Robert Kirchhoff (1824–1887)

Khi vợ của Gustav Kirchhoff, Clara, qua đời, nhà vật lí lỗi lạc này ở góa và trông nom bốn đứa con. Nhiệm vụ này chẳng dễ dàng gì đối với bất kì người đàn ông nào, và nó đặc biệt thách thức bởi lẽ một cái chân bị thương khiến cả đời ông phải đi chống nạng hoặc ngồi xe lăn. Trước khi vợ ông qua đời, Kirchhoff đã nổi tiếng với các định luật về mạch điện tập trung vào mối liên hệ giữa dòng điện tại một nút và điện áp quanh một vòng mạch điện. Định luật Kirchhoff về dòng điện là một phát biểu lại của nguyên lí bảo toàn điện tích trong một hệ. Đặc biệt, tại một điểm bất kì trong một mạch điện, tổng các dòng điện đổ vào điểm đó bằng tổng các dòng điện từ điểm đó chạy ra. Định luật này được áp dụng cho điểm giao của vài dây dẫn tạo thành một nút – tức là các nút hình chữ thập hay hình chữ T – trong đó dòng điện đổ vào nút ứng với một số dây dẫn và đổ ra ở các dây khác.

Định luật Kirchhoff về điện áp là một phát biểu lại của định luật bảo toàn năng lượng cho một hệ: Tổng hiệu điện thế xung quanh một mạch điện phải bằng không. Hãy hình dung chúng ta có một mạch điện với các nút. Nếu ta bắt đầu tại một nút bất kì và lần theo một dãy phần tử mạch điện tạo nên một đường khép kín quay trở lại điểm xuất phát, thì tổng các biến thiên điện thế gặp phải trong vòng đó bằng zero. (Các phần tử bao gồm vật dẫn, điện trở, và nguồn điện.) Lấy ví dụ, có thể xảy ra sự tăng điện áp khi chúng ta lần theo mạch điện qua một nguồn điện (đi từ đầu – sang đầu + của một kí hiệu nguồn điện tiêu biểu trong một sơ đồ mạch điện). Khi chúng ta tiếp tục lần theo mạch điện theo chiều ra xa nguồn điện, có thể xảy ra sự giảm điện áp, chẳng hạn, do sự có mặt của các điện trở trong mạch điện.

Gustav Kirchhoff

XEM THÊM. Định luật Ohm về dòng điện (1827), Định luật Joule về sự tỏa nhiệt của dòng điện (1840), Bảo toàn năng lượng (1843), Mạch tổ hợp (1958).

Các định luật Kirchhoff về mạch điện đã được các kĩ sư sử dụng trong nhiều thập kỉ để tìm hiểu mối liên hệ giữa dòng điện và điện áp trong các mạch điện. Ví dụ ở đây là một sơ đồ mạch điện giảm nhiễu (Bằng sáng chế Hoa Kì 3.818.362, 1974).

250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí
Clifford A. Pickover
Bản dịch của Thuvienvatly.com
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Bài trước | Bài kế tiếp