Spiega la legge di Kirchoff in inglese semplice

Sto avendo problemi a spiegare le leggi di Kirchoff a mio cugino che studia in Ingegneria del primo anno. Qualcuno può spiegarmi in un semplice inglese. Grazie mille in anticipo :)

La legge attuale di Kirchhoff (KCL): la somma delle correnti in un nodo è zero.

Supponi di avere 5 fili che si uniscono in un nodo come mostrato, e $I_1$, $I_3$ e $I_4$fornire corrente al nodo. Questa corrente deve andare da qualche parte e andrà dal nodo di$I_2$ e $I_5$:

$I_2 + I_5 = I_1 + I_3 + I_4$

tale che

$I_1 - I_2 + I_3 + I_4 - I_5 = 0$

(I segni meno per $I_2$ e $I_5$ sono dovuti alle frecce invertite per quelle correnti.)

Una forma più generale di KCL dice che la corrente che entra in un confine chiuso è uguale alla corrente che la lascia:

Legge sulla tensione di Kirchhoff (KVL): la somma delle tensioni in un circuito chiuso è zero. Se si dispone di un circuito costituito da una batteria e una resistenza come carico, la tensione sopra la resistenza è$\mathrm{-V_{bat}}$ (il segno meno indica che se si procede in senso orario attraverso il circuito si passa da $-$ per $+$ per la batteria, ma da $+$ per $-$ per la resistenza).

Tensione totale: $\mathrm{+V_{bat} - V_{bat} = 0}$.

Questo vale per ogni percorso a circuito chiuso che puoi trovare in un progetto, non importa quanto complicato e quanti rami ci siano.

Legge di Kirchoff: ciò che accade deve venire fuori.

Pensa a un marciapiede con persone che lo percorrono. Supponiamo che tutti continuino a muoversi, non si fermino mai. Ora prendi un punto sul marciapiede. Conta il numero di persone che arrivano in quel punto e il numero che lascia quel punto. I due numeri devono essere uguali! Poiché non è possibile creare improvvisamente persone extra o vaporizzare persone esistenti (legalmente), il numero di persone è costante e ciò che arriva a quel punto deve uscire da quel punto.

 |   |
 |   |
 |   |
 xxxxx
 xxxxx   <---- measuring point
 xxxxx
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In altre parole, si dice "xxxx", un quadrato sul marciapiede. A nessuno è permesso di indugiare lì. Tutti coloro che entrano in quella piazza devono uscire! Quindi, ovvio, il numero in uguale numera!

Ora, dividi un lato in due marciapiedi. Difficile disegnare qui, spero che questo esca bene:

     |  |
     |  |
     xxxx
     xxxx   <-- measuring point
     xxxx
     |  |
    /    \
   /   ^  \
  /   / \  \
 /   /   \  \

Ora, le persone che camminano in alto e fuori dalla coppia in basso. È ancora vero, il numero di persone che attraversano il punto "xxxx" deve essere lo stesso di out, quindi se la parte superiore è un input e le due inferiori sono output, possiamo dire la somma delle persone che escono dai due gli output corrispondono al numero che va in alto.

Immagina QUALSIASI NUMERO di ingressi e uscite, tutti uniti al punto XXX. Sempre supponendo che tutti continuino a muoversi, il numero di persone che attraversano INO il singolo marciapiede chiamato "xxx" deve essere uguale al numero di persone che attraversano FUORI dal quadrato xxx.

Ogni singolo punto in un filo è come il nostro unico quadrato sul nostro marciapiede. Osserva ogni singolo punto ovunque lungo esso, poiché molti elettroni che entrano in quel punto escono anche da quel punto! Perché nessuno "indugia". Semplice eh?

Non è più complesso di così: infila un dito nell'acqua del fiume. Quanta acqua scorre veloce nel tuo dito quanto la lascia! Letteralmente, la corrente attraverso qualsiasi punto, sotto-punto, area, gruppo di punti, qualunque cosa, è la stessa entrata che esce, a meno che non si stia "raggruppando", cioè sperimentando capacità! Più affluenti in entrata, più flussi in uscita, non importa, l'acqua in ogni punto sperimenta output = input.

Guarda il primo diagramma sopra nella risposta di Stevenvh, con le frecce viola, alcune che indicano e altre che indicano. Riorganizzali in modo che tutte le frecce che puntano IN siano a sinistra, tutte quelle che indicano OUT siano a destra. Pensa a questi come ai nostri marciapiedi. Solo per elettroni *. Il numero (di persone o elettroni) che arriva da sinistra deve essere uguale al numero che esce da destra. Questo è ovvio, eh? Perché nessuno di loro è autorizzato a indugiare in quel punto al centro (cioè, non ha capacità, prendilo, capacità!).

Capisci?

*) Perché anche gli elettroni sono persone!

Proverò a rispondere a questa domanda il più semplice possibile. Così l'ho capito qualche anno fa. Sono un laureando in ingegneria informatica.

Esistono due metodi: KCL (si occupa della corrente) e KVL (si occupa delle tensioni).

L'idea di base è, sempre, INPUT = OUTPUT.

Quindi, con una batteria o una sorgente di tensione (input) è sempre uguale a ciò che entra nelle altre parti del circuito o a qualsiasi potenza persa (output).

Quindi, applicando questo concetto con KVL:
Sorgente di tensione [input] = Tensione su tutti i componenti del circuito [output]

Fare il proprio lavoro solo per trovare le tensioni tra i diversi componenti e le rispettive polarità dovute alla direzione corrente.

Ora con KCL, lo stesso concetto di input-output si accompagna a un approccio diverso: ciò che accade in un nodo [un punto], deve venire fuori.

Quindi ogni corrente che va in un nodo, deve uscire. Che si tratti di 2 o 5 correnti che entrano in un nodo, deve esserci almeno una direzione in cui esce. Es:
Current into1 + Current into2 = current out 3

Quindi nel disegno, ci deve sempre essere almeno una freccia che punta verso un nodo e almeno una freccia fuori dal nodo.

Ora come rappresentare le frecce "nel nodo" e le frecce "fuori dal nodo".
"Nelle correnti": (tensione dal nodo di origine - tensione del nodo) / resistenza
"Fuori dalle correnti di nodo": (tensione del nodo - tensione del nodo di destinazione) / resistenza

Ricordare che una corrente attraverso un resistore va da una polarità superiore a una polarità inferiore.

Fare i presupposti di cui sopra non danneggerà i tuoi calcoli poiché alla fine tutti seguiranno le tue risposte. Ciò significa che se si assume una direzione per una certa corrente e si ottiene un risultato negativo, significa solo che la direzione presunta è sbagliata, e in effetti è il contrario.

Spero che questo possa essere d'aiuto! E forse puoi avvicinarti a tuo cugino analizzando Mesh e Node. Potrebbe essere migliore Mostra solo esempi! : D