KCL và KVL giúp giải mạch

Bảo toàn trở thành phương trình

Định luật dòng Kirchhoff (KCL) nói tổng đại số dòng tại nút bằng 0. Trong mô hình mạch thông số tập trung, điện tích không tích lũy vô hạn tại chỗ nối dây. Chọn dòng vào là dương hoặc dòng ra là dương và giữ lựa chọn đó. Nếu 2 mA vào và hai nhánh mang 0.7 mA cùng dòng ra chưa biết, dòng chưa biết là 1.3 mA.

Định luật điện áp Kirchhoff (KVL) nói tổng đại số biến thiên điện áp quanh vòng khép kín bằng 0. Nó áp dụng cho mô hình tập trung ở đây, nơi mọi điện áp cảm ứng được biểu diễn bằng phần tử mạch. Đi từ cực âm nguồn đến cực dương là tăng; đi theo dòng qua điện trở là giảm.

Tính bộ chia

Nối nguồn 5 V, điện trở trên 2 kΩ và điện trở dưới 3 kΩ nối tiếp. Cho dòng theo chiều kim đồng hồ. KVL cho $5-I(2000)-I(3000)=0$, nên $I=1$ mA. Lấy nút dưới làm ground, nút giữa là 3 V. Sụt áp trên là 2 V, dưới là 3 V; tổng bằng điện áp nguồn.

5 V --- 2 kohm --- out --- 3 kohm --- 0 V
              cùng dòng nối tiếp: 1 mA

Tại out, KCL cho dòng trên trừ dòng dưới bằng 0. Phát biểu này đổi ngay khi nối nhánh khác. Do đó công thức chia áp là hệ quả cấu trúc, không phải cách tắt còn đúng với mọi tải.

Kiểm tra đáp án hai lần

Điện trở 2 kΩ hấp thụ 2 mW, điện trở 3 kΩ hấp thụ 3 mW và nguồn cấp 5 mW. Cả tổng điện áp vòng và tổng công suất đều khép kín. Nếu điện áp out tính được vượt 5 V trong mạng DC thụ động này, xem dấu hoặc cấu trúc. Phương trình cho dòng nhánh âm là chấp nhận được: nó nói hướng thực ngược mũi tên đã chọn. Giữ dấu thay vì âm thầm chỉ đảo một phần phép tính.