Jelaskan hukum Kirchoff di Plain English

Saya mengalami kesulitan dalam menjelaskan hukum Kirchoff kepada sepupu saya yang sedang belajar di Teknik tahun pertama. Adakah yang bisa menjelaskan saya dalam bahasa Inggris sederhana. Terima kasih banyak sebelumnya :)

Hukum Kirchhoff saat ini (KCL): jumlah arus dalam sebuah simpul adalah nol.

Katakanlah Anda memiliki 5 kabel yang menyatu dalam simpul seperti yang ditunjukkan, dan $I_1$, $I_3$ dan $I_4$memasok arus ke node. Arus ini harus pergi ke suatu tempat, dan akan pergi dari node dengan$I_2$ dan $I_5$:

$I_2 + I_5 = I_1 + I_3 + I_4$

seperti yang

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

(Tanda minus untuk $I_2$ dan $I_5$ karena panah terbalik untuk arus tersebut.)

Bentuk yang lebih umum dari KCL mengatakan bahwa arus yang memasuki batas tertutup sama dengan arus yang meninggalkannya:

Hukum tegangan Kirchhoff (KVL): jumlah tegangan dalam sirkuit tertutup adalah nol. Jika Anda memiliki rangkaian yang terdiri dari baterai dan resistor sebagai beban maka tegangan di atas resistor tersebut$\mathrm{-V_{bat}}$ (tanda minus berarti bahwa jika Anda pergi searah jarum jam melalui sirkuit Anda, Anda pergi dari $-$ untuk $+$ untuk baterai, tetapi dari $+$ untuk $-$ untuk resistor).

Tegangan total: $\mathrm{+V_{bat} - V_{bat} = 0}$.

Ini berlaku untuk setiap jalur loop tertutup yang dapat Anda temukan dalam desain, tidak peduli seberapa rumit dan berapa banyak cabang yang ada.

Hukum Kirchoff: Apa yang masuk harus keluar.

Pikirkan trotoar dengan orang-orang bergerak ke bawah. Asumsikan semua orang terus bergerak, tidak pernah berhenti. Sekarang, ambil satu titik di trotoar. Hitung jumlah orang yang datang ke titik itu dan jumlah yang meninggalkan titik itu. Dua angka harus sama! Karena Anda tidak bisa tiba-tiba membuat orang tambahan atau menguapkan orang yang ada (secara hukum), jumlah orang konstan, dan apa yang muncul pada titik itu harus keluar dari titik itu.

 |   |
 |   |
 |   |
 xxxxx
 xxxxx   <---- measuring point
 xxxxx
 |   |
 |   |
 |   |

Dengan kata lain, "xxxx" adalah mengatakan, satu kotak di trotoar. Tidak ada yang diizinkan untuk berlama-lama di sana. Setiap orang yang melangkah ke alun-alun itu harus keluar! Jadi, jelas, angka sama dengan angka keluar!

Sekarang, bagi satu sisi menjadi dua trotoar. Sulit bagi saya untuk menggambar di sini, saya harap ini keluar dengan benar:

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

Sekarang, orang-orang berjalan di atas dan ke luar pasangan bawah. Itu masih benar, jumlah orang yang melewati titik "xxxx" harus sama dengan keluar, sehingga jika bagian atas adalah input dan dua bagian bawah adalah output, kita dapat mengatakan jumlah orang yang keluar dari keduanya output sama dengan angka yang ada di atas.

Bayangkan SETIAP JUMLAH input dan output, semuanya bergabung pada titik XXX. Masih dengan anggapan setiap orang terus bergerak, jumlah orang yang menyeberang ke alun-alun trotoar menghanguskan yang disebut "xxx" harus sama dengan jumlah orang yang menyeberang keluar DARI xxx persegi.

Setiap titik di kawat sama dengan kotak kami di trotoar. Jika Anda melihat satu titik di mana saja di sepanjang itu, karena banyak elektron yang masuk ke titik itu juga keluar dari titik itu! Karena tidak ada "berlama-lama". Sederhana kan?

Tidak lebih rumit dari ini: tempelkan jari ke dalam air di sungai. Sebanyak air mengalir ke jari Anda saat meninggalkannya! Secara harfiah, arus melintasi titik, sub-titik, area, kelompok titik apa pun, sama dengan memasuki, kecuali jika "dikumpulkan", yaitu mengalami kapasitansi! Beberapa anak sungai yang masuk, banyak aliran keluar, tidak masalah, air di setiap titik mengalami output = input.

Lihatlah diagram pertama di atas dalam jawaban stevenvh, dengan panah ungu, beberapa menunjuk dan beberapa menunjuk. Atur ulang mereka sehingga semua panah yang menunjuk ke IN ada di sebelah kiri, semua panah yang menunjuk ke luar ada di sebelah kanan. Pikirkan ini sebagai trotoar kami. Hanya untuk elektron *. Jumlah (orang atau elektron) yang masuk dari kiri harus sama dengan jumlah yang keluar di sebelah kanan. Ini jelas, kan? Karena tidak ada dari mereka yang diperbolehkan untuk berlama-lama pada titik di tengah (yaitu, ia tidak memiliki kapasitas, mendapatkannya, kapasitansi!)

Capisci?

*) Karena elektron juga manusia!

Saya akan mencoba menjawab ini sesederhana mungkin. Ini adalah bagaimana saya memahaminya beberapa tahun yang lalu. Apakah sarjana teknik komputer.

Ada dua metode: KCL (berkaitan dengan arus) & KVL (berkaitan dengan voltase).

Ide dasarnya adalah, itu selalu, INPUT = OUTPUT.

Jadi dengan baterai, atau sumber tegangan (input) selalu sama dengan apa yang masuk ke bagian lain dari rangkaian, atau daya apa pun yang hilang (output).

Jadi menerapkan konsep ini dengan KVL:
Sumber Tegangan [input] = Tegangan di semua komponen rangkaian [keluaran]

Membuat pekerjaan seseorang hanya untuk menemukan tegangan melintasi komponen yang berbeda, dan polaritas masing-masing karena arah saat ini.

Sekarang dengan KCL, konsep input-output yang sama berjalan dengan pendekatan yang berbeda: Apa yang terjadi pada simpul [titik], harus keluar.

Jadi setiap arus yang masuk dalam suatu simpul, harus padam. Entah itu arus 2 atau 5 menuju ke sebuah node, harus ada setidaknya satu arah di mana ia keluar. Mis:
Arus ke1 + Arus ke2 = arus keluar 3

Jadi dalam menggambar, harus selalu ada setidaknya satu panah yang menunjuk ke suatu simpul, dan setidaknya satu panah keluar dari simpul.

Sekarang bagaimana untuk mewakili panah "ke simpul" dan "keluar dari simpul".
"Ke arus": (tegangan dari simpul asal - tegangan simpul) / resistansi
"Keluar dari simpul arus": (tegangan simpul - tegangan simpul tujuan) / resistansi

Ingat bahwa arus melintasi resistor bergerak dari polaritas yang lebih tinggi ke polaritas yang lebih rendah.

Membuat asumsi di atas tidak akan mengganggu perhitungan Anda karena semuanya akan menindaklanjuti dengan jawaban Anda di akhir. Artinya, jika seseorang akan mengambil arah untuk arus tertentu, dan mendapat hasil negatif, itu hanya berarti arah yang Anda anggap salah, dan sebenarnya, sebaliknya.

Saya harap ini membantu! Dan mungkin Anda bisa melakukan pendekatan dengan sepupu Anda melalui analisis Mesh dan Node. Mungkin lebih baik. Cukup tunjukkan contoh! : D