Quy tắc Kirchhoff

Quy tắc nút nói tổng dòng đi vào bằng tổng dòng đi ra khi không tích tụ tại nút. Quy tắc vòng nói tổng đại số các biến thiên khi đi hết một vòng kín bằng không trong mô hình mạch đang xét.

Lĩnh vực: Cơ học, nhiệt, điện từ và lượng tử

Định nghĩa trên trang này được dùng trong lĩnh vực vừa nêu. Một từ giống nhau ở môn khác có thể mang nghĩa khác.

Bài giảng dùng khái niệm này

• Mạch điện một chiềuVật lý 2
• Điện cảmVật lý 2
• Dòng điện xoay chiềuVật lý 2

Giải thích kỹ thuật

Chọn chiều dương của từng dòng trước khi lập phương trình. Với hai dòng I₁, I₂ đi vào nút và I₃ đi ra, bảo toàn cho I₁ + I₂ − I₃ = 0. Tổng quát, với m dòng có dấu:

$$\begin{array}{rl}{\tilde{I}}_1+{\tilde{I}}_2+\cdots +{\tilde{I}}_m& =0,\\ \sum _{j=1}^m{\tilde{I}}_j& =0.\end{array}$$

Chỉ số j chạy qua m nhánh tại nút. Dấu của mỗi dòng biểu thị chiều vào hoặc ra theo quy ước chung.

Khi đi quanh vòng, mỗi đoạn có một biến thiên . Với ba đoạn, ΔV₁ + ΔV₂ + ΔV₃ = 0. Tổng quát cho k đoạn:

$$\sum _{j=1}^k\mathrm{\Delta }{V}_j=0.$$

Qua theo chiều dòng cho −IR, đi ngược chiều dòng cho +IR. Qua nguồn từ cực âm đến cực dương cho +ℰ, chiều ngược lại cho −ℰ. Trong mạch nhiều nhánh, không được tự coi mọi điện trở trên một vòng có cùng dòng.

Quy tắc vòng dùng tính chất thế của trong mô hình tĩnh điện. Nếu có biến thiên, cần tính cảm ứng trong phương trình mạch tương ứng.

Ví dụ

Hai dòng 2 A và 3 A đi vào nút, một dòng đi ra phải bằng 5 A. Một nguồn 12 V nối tiếp các 2 Ω và 4 Ω cho dòng 2 A và sụt áp 4 V, 8 V.

Khi nào cần dùng?

Lập phương trình cho mạch có nhiều nguồn và nhánh, giữ nhất quán chiều dòng, chiều đi vòng và cực tính.

Câu hỏi ôn lại

Dòng tính ra âm có chứng tỏ phương trình sai không?

Xem đáp án

Không. Nếu phương trình được lập nhất quán, dấu âm cho biết dòng thực chạy ngược chiều giả định.

Thuật ngữ liên quan

• Điện tích
• Dòng điện
• Điện thế
• Suất điện động

Tài liệu tham khảo

Young & Freedman, University Physics with Modern Physics, ấn bản 15, chương 26, trang 844–867.