تحلیل مدارهای الکتریکی به کمک قوانین کیرشهف به زبان ساده
قانون گره(جريان) کيرشهف يا KCL:
جمع جريان هاي وارد شده به يک گره برابر با جمع جريان هاي خارج شده از همان گره مي باشد.این قانون همان پایستگی بار الکتریکی می باشد یعنی بار در گره خودبخود بوجود نمی آید و یا از بین نمی رود پس الزاماً جریان های ورودی به گره با جریان های خروجی از آن برابر است.
قانون افت ولتاژ کیرشهف (KVL) :
یعنی جمع جبری افت ولتاژ قطعات تشکیل دهنده مدار ( باتری – مقاومت – خازن و ...) را در هر حلقه برابر صفر قرار میدهیم.
روش بکارگیری قوانین کیرشهف
1 – برای هر شاخه جریانی به انتخاب خودمان ، در نظر میگیریم.
2- برای هر حلقه (= مسیر بسته فرضی) جهت چرخشی به انتخاب خودمان فرض میکنیم.
3 – قانون جریان کیرشهف (KCL) یا قانون گره را برای هر گره مینویسیم.یعنی در هر گره ، جمع جریانهای ورودی را با جمع جریانهای خروجی مساوی قرار میدهیم.
4 – قانون افت ولتاژ کیرشهف (KVL) را در هر حلقه مطابق جهت چرخشی (بند 2) مینویسیم.یعنی جمع جبری افت ولتاژ قطعات تشکیل دهنده مدار ( باتری – مقاومت – خازن و ...) را در هر حلقه (بند 2) برابر صفر قرار میدهیم. در نوشتن قانون افت ولتاژ کیرشهف (KVL) نکات زیر را در نظر میگیریم :
الف – اگر جهت جریان فرضی(بند 1) با جهت چرخش (بند2) یکسان باشد ، ضریب RI منفی خواهد بود.
ب - اگر جهت جریان فرضی(بند 1) با جهت چرخش (بند2) مخالف باشد ، ضریب RI مثبت خواهد بود.
ج – اگر در چرخش (بند2) از قطب منفی یک باتری وارد و از قطب مثبت خارج شویم ، علامت نیروی محرکه باتری (E) مثبت خواهد بود.
د - اگر در چرخش (بند2) از قطب مثبت یک باتری وارد و از قطب منفی خارج شویم ، علامت نیروی محرکه باتری (E) منفی خواهد بود.
به مدار زیر توجه کنید :
قانون جریان کیرشهف (KCL) در گره A بصورت زیر است :
قانون افت ولتاژ کیرشهف (KVL) در حلقههای 1 و 2 بصورت زیر در میآید:
اگر اندازه مقاومتها و نیروی محرکه باتریها مشخص باشد ، این سه معادله را یک دستگاه قرار داده حل میکنیم.
اگر جریانی منفی بدست آید این به این معنی است که اندازه جریان ، صحیح است ولی جهت جریان اشتباه فرض شده است.اگر جریانی مثبت بیاید به این معنی است که هم اندازه جریان صحیح است و هم جهت جریان ، صحیح فرض شده است.