První Kirchhoffův zákon doslova říká: Součet všech proudů přitékajících do uzlu sítě je v každém okamžiku roven nule.
Zní to hezky, ale co to znamená? Uzel je místo v elektrickém obvodu, kde se stýká dva a více vodičů. V každém takovém bodě je celková velikost elektrického proudu, který do něj vteče, stejná jako velikost elektrického proudu, který z něj vyteče.
Kirchhoffovův zákon jako stanice metra
Lze si to představit jako stanici metra. Do každé stanice metra se cestující dostanou buď vchody nebo je přiveze souprava metra. Ze stanice metra se lze dostat východem nebo lze odjet soupravou. V každé stanici platí, že celkový počet lidí, kteří do ní během dne vstoupí se rovná celkovému počtu lidí, který ze stanice odejde. Stejně tak v uzlu elektrického obvodu musí stejné množství elektronů přitéci a odtéci.
Zapojení: Jak si to vyzkoušet?
Tento zákon otestujeme na zapojení podle obrázku číslo 1. Nastavíme hodnoty rezistorů na 1 kΩ, 2 kΩ a 500 Ω. Napětí dodáváné zdrojem napětí zvolíme na 10 V. Spustíme simulaci a odstraníme všechny křivky (pokud se nějaké objeví).
Poté na obrázku obvodu najedeme myší na rezistor R1. Ukazatel myši by se měl změnit z obrázku červené sondy na obrázek jakéhosi „kolečka se šipkou“. Jedná se o znázornění „klešťové sondy“. Takto klikneme na všechny tři rezistory.
Nyní vidíme tři křivky v okně s grafy. Každá z nich by měla ukazovat zápornou hodnotu el. proudu, viz obrázek číslo 2.
Záporná hodnota se zobrazuje proto, že rezistor je „spotřebič“ a elektrický proud odebírá. Nyní stiskněme tlačítko „Alt“ a ukazatelem myši najedeme na spoj před uzlem, ukazatel by se měl změnit do tvaru klešťové sondy. Klikneme a tím získáme velikost el. proudu protékajícího daným spojem. Po sečtení všech čtyř hodnot bychom měli získat nulu.
Pokus zopakujeme s jinými hodnotami rezistorů (po změně hodnot nezapomeňte spustit simulaci znovu). Poté zkusíme změnit velikost napětí, doporučuji vyzkoušet hodnoty 3 V a 6 V. Ve všech případech by měl být součet hodnot elektrického proudu nulový. Bod, kde se spoj rozděluje na cesty vedoucí ke třem rezistorům je právě onen „uzel“.
Ještě jeden pokus
Zkuste si přidat více rezistorů, ideálně různě zapojených a zkuste vždy pro každý uzel ověřit, že první Kirchhofův zákon platí. Pokud naleznete zapojení a hodnoty, kde nebude součet nulový, neváhejte nám takové zapojení a hodnoty zaslat do redakce.
