قانون العقد في الكهرباء

يُستخدم قانون العقد في المجال الكهربائي لإقامة علاقة رياضية تتعلق بالتيارات الكهربائية المارة عبر عقدة كهربائية، أي نقطة تقاطع في التوصيل الكهربائي.

نص القانون

تمت صياغة هذا القانون من قبل الفيزيائي الألماني جوستاف كيرشوف عام 1845 كما يلي:

"مجموع شدة التيارات التي تدخل عبر العقدة يساوي مجموع شدة التيارات التي تخرج منها."

بفضل هذا القانون، يمكن حساب شدة تيار كهربائي عند عقدة إذا كنا نعرف قيم واتجاهات التيارات الأخرى التي تمر عبرها.

مثال

يوضح المثال التالي عقدة في دائرة كهربائية تحتوي على 4 تيارات: i1، i2، i3، وi4.

• i1 يخرج من العقدة
• i2 يدخل إلى العقدة
• i3 يدخل إلى العقدة
• i4 يخرج من العقدة

باستخدام قانون العقد، يمكن استنتاج المعادلة التالية:

i1 + i4 = i2 + i3

وبإعادة ترتيب المعادلة:

i1 + i4 - i2 - i3 = 0

تمرين عملي

إذا كانت قيم التيارات كالتالي:

• i2 = 26mA
• i3 = 5mA
• i4 = 500µA

ما هي قيمة i1؟

بتطبيق القانون:

i1 = -(i4) + i2 + i3

بالتعويض بالقيم:

i1 = -(12mA) + 500µA + 5mA

بعد تحويل الوحدات إلى الأمبير:

i1 = -(12 * 10^-3) + 0.5 * 10^-3 + 5 * 10^-3

الناتج:

i1 = -6.5 * 10^-3

وبالتالي، يمكن القول إن i1 = -6.5mA، مما يعني أن التيار i1 يخرج من العقدة بشدة -6.5mA، ولكن هذا يشير أيضًا إلى أنه يدخل إلى العقدة بشدة موجبة قدرها 6.5mA، أي أن اتجاه التيار في الرسم هو مجرد تفسير رياضي.