キルヒホッフの法則

2020/05/28 15:59


キルヒホッフの法則の法則は二つあります。
それぞれ「キルヒホッフの第一法則」「キルヒホッフの第二法則」と言われていて、電気回路を計算する上では重要な法則となっています。


キルヒホッフの第一法則



まずは、「キルヒホッフの第一法則」です。
これは、電気回路の中で分岐点があった場合、その分岐点に流れ込む電流の総和は流れ出る電流の総和と等しくなるというものです。
例としては、高速道路のジャンクションなどで、二つの道が合流して一つの道となった場合、合流後の交通量は合流前の交通量と同じということと全く同じことを意味します。電流も自動車も合流して消滅しないということを表しています。

キルヒホッフ-1024x576.png 9.02 KB


例として上記のような電流の分岐点を考えた場合、「I1=I2+I3」ということになり、I1の電流は一部であっても分岐点で決して消滅することがありません。



キルヒホッフの第二法則


キルヒホッフの第一法則と比較して少し分かりづらいのが第二法則です。
第二法則では、電気回路上の電圧は電気回路が構成された場合、必ず消費される(電圧降下と等しくなる)というものです。
具体的には、以下の回路を考えます。

第二法則-1024x576.png 10.9 KB

この回路において、赤の線の回路について考えます。


第二法則2.png 12.7 KB


この場合、回路は電池と抵抗3の回路で構成されます。
電池の電圧Eは抵抗3ですべて消費されることになります。
次に抵抗1,2の回路の部分を抜き出して考えます。

第二法則3-1024x576.png 27.8 KB


この場合、電池Eの電圧は抵抗1,2に抵抗の割合に応じてかかりますが、電池Eの電圧がトータルでかかっていることになります。
つまり、回路中の電圧は、閉じた回路中であれば、すべて回路中のどこかで消費され、そのかかった電圧と消費された(電圧降下した)電圧は等しくなります。
これも第一法則と同様に、電圧は回路のどこかで消滅するということがないということを意味します。


キルヒホッフの法則とオームの法則を活用すれば、複雑な回路の電流値や抵抗値、電圧の総和など複雑な電気回路の計算を行うことができるようになります。
キルヒホッフの法則に関する電気回路の計算問題は多くありますので、様々なパターンを演習問題で回答して、理解を深めるようにしましょう。


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