Expliquer la loi de Kirchoff en anglais simple

J'ai du mal à expliquer les lois de kirchoff à mon cousin qui étudie en ingénierie de première année. Quelqu'un peut-il m'expliquer en anglais simple et simple. Merci beaucoup d'avance :)

Loi actuelle de Kirchhoff (KCL): la somme des courants dans un nœud est nulle.

Supposons que 5 fils se rejoignent dans un nœud, comme illustré, et $I_1$, $I_3$ et $I_4$fournir du courant au nœud. Ce courant doit aller quelque part, et ira du nœud par$I_2$ et $I_5$:

$I_2 + I_5 = I_1 + I_3 + I_4$

tel que

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

(Les signes moins pour $I_2$ et $I_5$ sont dus aux flèches inversées pour ces courants.)

Une forme plus générale de KCL dit que le courant entrant dans une frontière fermée est égal au courant le quittant:

Loi de tension de Kirchhoff (KVL): la somme des tensions en circuit fermé est nulle. Si vous avez un circuit composé d'une batterie et d'une résistance en tant que charge, la tension sur la résistance est$\mathrm{-V_{bat}}$ (le signe moins signifie que si vous allez dans le sens horaire à travers votre circuit, vous passez de $-$ à $+$ pour la batterie, mais de $+$ à $-$ pour la résistance).

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

Cela vaut pour chaque chemin en boucle fermée que vous pouvez trouver dans une conception, peu importe la complexité et le nombre de branches.

Loi de Kirchoff: ce qui entre doit sortir.

Pensez à un trottoir avec des gens qui descendent. Supposons que tout le monde continue de bouger, ne s'arrête jamais. Maintenant, prenez un point sur le trottoir. Comptez le nombre de personnes entrant dans ce point et le nombre sortant de ce point. Les deux nombres doivent être égaux! Parce que vous ne pouvez pas soudainement créer des personnes supplémentaires ou vaporiser des personnes existantes (légalement), le nombre de personnes est constant et ce qui arrive à ce point doit sortir de ce point.

 |   |
 |   |
 |   |
 xxxxx
 xxxxx   <---- measuring point
 xxxxx
 |   |
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En d'autres termes, le "xxxx" est, disons, un carré sur le trottoir. Personne n'est autorisé à s'y attarder. Tous ceux qui entrent sur cette place doivent sortir! Ainsi, évident, nombre en est égal à nombre!

Maintenant, divisez un côté en deux trottoirs. Difficile pour moi de dessiner ici, j'espère que cela se passera bien:

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

Maintenant, les gens marchent en haut et en bas de la paire. C'est toujours vrai, le nombre de personnes traversant le point "xxxx" doit être le même à l'intérieur qu'à l'extérieur, donc si le haut est une entrée et les deux en bas sont des sorties, on peut dire la somme des personnes qui sortent des deux sorties est égal au nombre allant en haut.

Imaginez N'IMPORTE QUEL NOMBRE d'entrées et de sorties, toutes se rejoignant au point XXX. En supposant toujours que tout le monde continue de bouger, le nombre de personnes traversant DANS la place du trottoir unique appelé "xxx" doit être égal au nombre de personnes traversant HORS de la place xxx.

Tout point unique dans un fil est comme notre carré unique sur notre trottoir. Si vous regardez n'importe quel point n'importe où le long de celui-ci, car de nombreux électrons qui entrent dans ce point en sortent également! Parce que personne ne «s'attarde». C'est simple, hein?

Ce n'est pas plus complexe que cela: enfoncez un doigt dans l'eau de la rivière. Autant d'eau se précipite dans votre doigt qu'il en sort! Littéralement, le courant à travers n'importe quel spot, sous-spot, zone, groupe de spots, quoi que ce soit, est le même entrant que sortant, à moins qu'il ne soit "mis en commun", c'est-à-dire qu'il subisse une capacité! Plusieurs affluents entrant, plusieurs flux sortant, peu importe, l'eau à n'importe quel point connaît une sortie = entrée.

Regardez le premier diagramme ci-dessus dans la réponse de Stevenevh, avec les flèches violettes, certaines pointant vers l'intérieur et d'autres pointant vers l'extérieur. Réorganisez-les de manière à ce que toutes les flèches pointant vers l’ENTRÉE soient à gauche, toutes celles qui pointent vers l’OUT à droite. Considérez-les comme nos trottoirs. Uniquement pour les électrons *. Le nombre (de personnes ou d'électrons) entrant par la gauche doit être égal au nombre sortant par la droite. C'est évident, hein? Parce qu'aucun d'entre eux n'est autorisé à s'attarder à ce point du centre (c'est-à-dire qu'il n'a pas de capacité, obtenez-le, capacité!).

Capisci?

*) Parce que les électrons sont aussi des gens!

Je vais essayer de répondre à cette question aussi simple que possible. C'est ainsi que je l'ai compris il y a quelques années. Suis un étudiant en génie informatique.

Il existe deux méthodes: KCL (traite avec courant) et KVL (traite avec tensions).

L'idée de base est, que toujours, INPUT = OUTPUT.

Ainsi, avec une batterie ou une source de tension (entrée) est toujours égale à ce qui entre dans les autres parties du circuit, ou quelle que soit la puissance perdue (sortie).

Donc, appliquer ce concept avec KVL:
Source de tension [entrée] = Tension à travers tous les composants du circuit [sortie]

Faire son travail juste pour trouver les tensions entre les différents composants et leurs polarités respectives dues à la direction du courant.

Maintenant avec KCL, le même concept d'entrée-sortie va avec une approche différente: ce qui se passe dans un nœud [un point], doit sortir.

Donc, tout courant qui passe dans un nœud doit sortir. Qu'il s'agisse de 2 ou 5 courants entrant dans un nœud, il doit y avoir au moins une direction où il sort. Ex:
Entrée courant1 + Entrée courant2 = sortie courant 3

Donc, dans le dessin, il doit toujours y avoir au moins une flèche pointant vers un nœud, et au moins une flèche hors du nœud.

Maintenant, comment représenter les flèches "dans le nœud" et les flèches "hors du nœud".
"En courant": (tension du nœud d'origine - tension du nœud) / résistance
"En sortie des courants de nœud": (tension du nœud - tension du nœud de destination) / résistance

N'oubliez pas qu'un courant aux bornes d'une résistance passe d'une polarité plus élevée à une polarité plus faible.

Faire les hypothèses ci-dessus ne nuira pas à vos calculs car ils vont tous suivre avec vos réponses à la fin. Cela signifie que si l'on suppose une direction pour un certain courant et obtient un résultat négatif, cela signifie simplement que votre direction supposée est erronée, et est en fait l'inverse.

J'espère que ça aide! Et vous pouvez peut-être faire l'approche avec votre cousin en passant par l'analyse de maillage et de nœud. Ça pourrait être mieux. Montrez juste des exemples! :RÉ