W fizyce prądu stałego istnieje prawo Kirchoffa, które reguluje rozgałęzienie (zasada skrzyżowań) i pętle. Prawo to zostało po raz pierwszy wprowadzone przez niemieckiego fizyka Gustava Roberta Kirchoffa w 1845 roku. Na podstawie reguł prawo to dzieli się na dwie części.
Prawo Kirchoffa I jest również znane jako prawo rozgałęzień, które dotyczy zachowania ładunku. Zgodnie z tym prawem ilość prądu elektrycznego, który przechodzi przez punkt rozgałęzienia w określonym obwodzie elektrycznym, jest równa ilości prądu przepływającego przez ten punkt rozgałęzienia. To prawo jest stosowane w prostych obwodach elektrycznych, które mają punkty rozgałęzienia, gdy prąd zaczyna się dzielić.
Z tego stwierdzenia możemy wywnioskować, że całkowity ładunek do jednego punktu jest równy całkowitemu ładunkowi opuszczającemu ten punkt. We wzorze matematycznym możemy zapisać prawo Kirchoffa I w następujący sposób.
ΣIWejdź = ΣIWyjście
Jeśli odniesiemy się do powyższego rysunku, możemy sformułować prąd elektryczny w następujący sposób.
ja2 = Ja1 + I3
Tymczasem prawo Kirchoffa II jest również znane jako prawo napięcia Kirchoffa. Zgodnie z tym prawem każdy zamknięty obwód ma różnicę potencjałów równą zeru. W tym drugim prawie różnica potencjałów między dwoma punktami rozgałęzień w szeregu w stanie ustalonym jest stała.
(Przeczytaj także: Jakie jest prawo termodynamiki?)
Prawo Kirchoffa jest powiązane z prawem zachowania energii. Jeśli w dowolnym momencie mamy ładunek Q z potencjałem V, energia posiadana przez ten ładunek jest równa QV. Jeśli ładunek przechodzi przez pętlę lub pętla, ładunek, który posiadamy, zyska dodatkowy lub straci część swojej energii podczas przechodzenia przez rezystor akumulatora lub inny element. Ale kiedy wraca do punktu wyjścia, energia staje się QV.
Przed skorzystaniem z drugiej zasady należy rozważyć i spełnić kilka kwestii. Po pierwsze, swobodnie obrać kierunek przepływu, jednocześnie zwracając uwagę na prawo punktu rozgałęzienia, jeśli pętla więcej niż jeden. Następnie weź wskazówki pętla zgodnie z ruchem wskazówek zegara lub przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. W przypadku rezystorów znak różnicy potencjałów jest dodatni, jeśli jest kierunkowy pętla równy kierunkowi prądu i ujemny, gdy jest przeciwny. W przypadku źródeł pola elektromagnetycznego znak różnicy potencjałów jest dodatni, jeśli kierunek ruchu jest od dodatniego do ujemnego, aw przeciwnym razie do ujemnego.
