חוקי קירכהוף

חוקי קירכהוף הם עקרונות יסוד בתורת המעגלים החשמליים המתארים את התנהגותם של מעגלים חשמליים. הם נקראים על שם גוסטב קירכהוף, פיזיקאי גרמני שניסח חוקים אלה באמצע המאה ה-19. חוקי קירכהוף משמשים לניתוח ופתרון מעגלים חשמליים, קביעת מתחים, זרמים ופרמטרים אחרים בתוך המעגל.

ישנם שני חוקים עיקריים:

חוק הזרם של קירכהוף (KCL): חוק זה קובע כי סך הזרם הנכנס לצומת במעגל חשמלי שווה לסך הזרם היוצא מהצומת. במילים אחרות, הסכום האלגברי של זרמים בכל צומת במעגל הוא אפס.

מבחינה מתמטית, KCL יכול לבוא לידי ביטוי כ:

∑Iin​=∑Iout​

חוק המתח של קירכהוף (KVL): חוק זה קובע שהמתח הכולל סביב כל לולאה (או רשת) סגורה במעגל שווה לסכום נפילות המתח על פני כל הרכיבים באותה לולאה. במילים אחרות, הסכום האלגברי של המתחים בלולאה סגורה הוא אפס.

מבחינה מתמטית, KVL יכול להתבטא כך:

∑Vloop​=0

חוקי קירכהוף הם כלים חיוניים לניתוח מעגלים חשמליים מורכבים, המאפשרים למהנדסים ולמדענים לקבוע את היחסים בין מתחים, זרמים והתנגדויות בתוך מעגל. הם נמצאים בשימוש נרחב בתכנון מעגלים, פתרון תקלות וסימולציה.