הכלל השני של קירכהוף קובע כי השינוי בפוטנציאל החשמלי על היקף מעגל סגור הוא אפס. הכלל השני של קירכהוף מבוסס על חוק שימור האנרגיה, הקובע כי אנרגיה היא נצחית.
כדי להבין זאת טוב יותר, דמיינו את המטען החשמלי נע במעגל סגור, כמו באיור. כאשר מטען חשמלי עובר דרך התנגדות חשמלית (ר'), ה- אנרגיה פוטנציאלית חשמלית מצטמצם מכיוון שהוא משמש על התנגדויות אלה. אם המטען החשמלי עובר דרך התנגדות חשמלית אחרת, האנרגיה הפוטנציאלית החשמלית פוחתת שוב מכיוון שהוא משמש שוב על ההתנגדות. יתר על כן, כאשר המטען החשמלי עובר דרך מקור המתח מפוטנציאל נמוך לפוטנציאל גבוה, האנרגיה הפוטנציאלית החשמלית עולה. כאשר הוא חוזר לנקודתו המקורית, האנרגיה הפוטנציאלית החשמלית זהה לזו שלפני כן, כאשר השינוי באנרגיה הפוטנציאלית החשמלית הוא אפס. כאשר מיישמים קירכהוףהכלל השני של למעגל חשמלי, אנו משתמשים בשינוי במתח החשמלי, לא בשינוי באנרגיה הפוטנציאלית החשמלית.
ניתן לנתח את המעגל כפי שמוצג באיור למעלה באמצעות חוק אוהם (V = IR) והמשוואה להתנגדות טורית או התנגדות מקבילית. ניתן לנתח מעגלים מורכבים יותר כמו באיור באמצעות הכלל הראשון של קירכהוף והכלל השני של קירכהוף.
הנה כמה כללים משמעותיים בעת שימוש בכלל השני של קירכהוף לניתוח מעגל.
ראשית , בחרו את כיוון הזרם, עם כיוון השעון או נגד כיוון השעון. אם התשובה שלילית, כיוון הזרם החשמלי בפועל הוא בכיוון הזרם שנבחר. אם התשובה חיובית, כיוון הזרם החשמלי בפועל זהה לכיוון הזרם שנבחר.
שנית , כאשר עוברים דרך מקור מתח מפוטנציאל גבוה לפוטנציאל נמוך (to-), יש ירידה במתח החשמלי כך שהמתח שלילי (ΔV = -ε). לעומת זאת, אם עוברים מפוטנציאל נמוך לפוטנציאל גבוה (-to), יש עלייה במתח החשמלי כך שהמתח חיובי (ΔV = ε).
שלישית , כאשר הלולאה עוברת דרך התנגדות חשמלית, אם היא נמצאת בכיוון הזרם החשמלי, המתח הוא שלילי (V = –IR). לעומת זאת, אם כיוון הלולאה הפוך לכיוון הזרם החשמלי, המתח החשמלי הוא חיובי (ΔV = IR).
בעיה לדוגמה 1:
R1 = 200 Ω ו-R2 = 300 Ω. ε = 12 וולט. חשב את הזרם החשמלי הזורם במעגל באמצעות קירכהוףהכלל השני של!
פתרון:
כיוון כיוון השעון.
– IR1 – IR2 + ε = 0
– 200 I – 300 I + 12 = 0.
– 500 I + 12 = 0
– 500 אני = – 12
אני = 12 / 500
אני = 0.024 א
אם מחושב באמצעות חוק אוהם והנוסחה לשילוב נגדים בטור:
R = R1 + R2 = 200 + 300 = 500 אוהם.
משוואה של חוק אוהם:
V = IR
אני = V / R = 12 / 500 = 0.024 A.
בעיה לדוגמה 2:
R1 = 100 Ω, R2 = 200 Ω, R3 = 300 Ω, ε1 = 9 וולט, ε2 = 12 וולט. חשב את גודל וכיוון הזרם החשמלי במעגל!
פתרון:
בחר את כיוון הזרם החשמלי וכיוון הלולאה יהיה זהה לכיוון עם כיוון השעון.
– IR 1 – IR 2 – ε 1 – IR 3 + ε 2 = 0
– 100 I – 200 I – 9 – 300 I + 12 = 0
– 100 I – 200 I – 300 I + 3 = 0
– 600 I + 3 = 0
– 600 אני = – 3
אני = 3 / 600
אני = 0.005 א
הזרם החשמלי הוא חיובי כך שכיוון התנועה זהה לכיוון שנבחר.
