اتجاهات التيار في قانون كيرشوف KCL: لماذا لا يتغير الجواب عند عكس اتجاه التيار المفترض، بمثال محلول

الاتجاهات والإشارات في KCL

لما نطبّق الـ KCL تحديد الاتجاهات مهم جدًا. تغيير الاتجاه سيعكس معنا الإشارات، فالاتجاهات والإشارات مرتبطة.

دائرة محلولة

عشان نوضح المقصود، عندنا هنا دائرة محلولة: هنا 12 فولت، هنا 6 فولت، هنا 3 فولت. هنا عندنا مقاومة 2 أوم، هنا 2 أوم، هنا تحت 4 أوم، وعلى اليمين 2 أوم.

لو حسبنا التيارات، الذي هنا سيكون 3 أمبير، الذي طالع هنا فوق 1.5 أمبير، والذي نازل تحت 1.5 أمبير.

الآن نحن فرضنا هذه الاتجاهات، فأشّرنا التيار الذي يأتي من المصدر 3، الذي طالع هنا 1.5، والذي نازل تحت 1.5. بالفعل الداخل يساوي الخارج.

معادلة KCL

معادلاتهم كيف ستكون؟ نأخذ التيار الذي طالع من المصدر وداخل إلى النود، الذي هو 12 ناقص 6 على 2، يطلع 3 أمبير، يساوي الذي خارج تحت والذي خارج يمين. الذي خارج يمين: 6 ناقص 3 على 2 وهو 1.5. الذي نازل تحت: 6 ناقص 0 على 4 وهو 1.5.

لو فرضنا اتجاهًا مختلفًا

افرض أن شخصًا قال: أنا أطبّق KCL بطريقة مختلفة بالنسبة للاتجاهات. أقول التيار الذي داخل هنا من المصدر، وبالنسبة للتيار الذي نازل على 4 أوم: ما الذي يعرّفني أنه نازل تحت؟ يمكن أن أفترض أنه طالع فوق وداخل إلى النود.

الآن هل KCL سيطلع نتيجة غلط؟ الجواب أن KCL دائمًا سيعطيك النتيجة الصحيحة إذا حافظت على الاتجاهات. فتغيير الاتجاه سيغيّر معنا إشارة في المعادلة، ومعادلتنا ستتغير.

نقول: التيار الذي داخل هنا 12 ناقص 6 على 2. الآن لن نقول إنه يساوي مجموع التيارين الخارجين، لأن هذا اعتبرناه أيضًا داخلًا، فنقول زائد التيار الذي جاء من تحت يساوي التيار الذي خارج.

وهنا النقطة المهمة: التيار الذي جاء من تحت لن يساوي 6 على 4؛ لأنه جاء من تحت نأخذ الفولتية التي تحت أولًا: 0 ناقص 6 على 4، فيطلع معنا سالب 6 على 4، الذي هو سالب 1.5. والتيار الذي رايح لليمين لا يتغير: 6 ناقص 3 على 2، الذي هو موجب 1.5.

فالآن صارت المعادلة: 3 ناقص 1.5 تساوي 1.5. التياران الداخلان هنا يساويان الخارج، فما زلنا محافظين على نفس النتيجة.

وهذه أهمية الاتجاهات في الـ KCL وفي الدوائر الكهربائية بشكل عام.