Explicar a lei de kirchoff em inglês comum

Estou tendo problemas para explicar as leis de Kirchoff para meu primo que estuda engenharia no primeiro ano. Alguém pode me explicar em inglês simples e simples. Muito obrigado antecipadamente :)

Lei atual de Kirchhoff (KCL): a soma das correntes em um nó é zero.

Digamos que você tem 5 fios chegando juntos em um nó, como mostrado, e , e corrente de alimentação para o nó. Essa corrente precisa ir a algum lugar e vai do nó por e : $I_1$$I_3$$I_4$$I_2$$I_5$

$I_2 + I_5 = I_1 + I_3 + I_4$

de tal modo que

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

(Os sinais de menos para e são devidos às setas invertidas para essas correntes.) $I_2$$I_5$

Uma forma mais geral de KCL diz que a corrente que entra em um limite fechado é igual à corrente que a deixa:

Lei de tensão de Kirchhoff (KVL): a soma das tensões em um circuito fechado é zero. Se você possui um circuito que consiste em uma bateria e um resistor como carga, a tensão sobre o resistor é (o sinal de menos significa que, se você percorrer o circuito no sentido horário, você vai de para para a bateria, mas de a para o resistor).$\mathrm{-V_{bat}}$$-$$+$$+$$-$

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

Isso vale para todos os caminhos de loop fechado que você pode encontrar em um design, não importa quão complicado e quantas ramificações existam.

Lei de Kirchoff: O que entra deve sair.

Pense em uma calçada com pessoas descendo. Suponha que todo mundo continue se movendo, nunca para. Agora, tome um ponto na calçada. Conte o número de pessoas que entram nesse ponto e o número que sai desse ponto. Os dois números devem ser iguais! Como você não pode criar subitamente pessoas extras ou vaporizar pessoas existentes (legalmente), o número de pessoas é constante, e o que chega a esse ponto deve sair desse ponto.

 |   |
 |   |
 |   |
 xxxxx
 xxxxx   <---- measuring point
 xxxxx
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Em outras palavras, o "xxxx" é um quadrado na calçada. Ninguém pode ficar lá. Todo mundo que entra nessa praça deve sair! Assim, óbvio, número in é igual a number out!

Agora, divida um lado em duas calçadas. Difícil desenhar aqui, espero que dê certo:

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

Agora, pessoas andando no topo e fora do par inferior. Ainda é verdade, o número de pessoas que cruzam o ponto "xxxx" deve ser o mesmo dentro e fora, portanto, se a parte superior for uma entrada e as duas inferiores forem saídas, podemos dizer a soma de pessoas saindo das duas saídas é igual ao número que aparece no topo.

Imagine QUALQUER NÚMERO de entradas e saídas, todas unidas no ponto XXX. Ainda supondo que todos continuem se movendo, o número de pessoas que cruzam DENTRO da praça de calçada chamada "xxx" deve ser igual ao número de pessoas que cruzam FORA do quadrado xxx.

Qualquer ponto isolado de um fio é como nosso único quadrado na calçada. Você olha para qualquer ponto único em qualquer lugar ao longo dele, pois muitos elétrons estão entrando nesse ponto e também saindo desse ponto! Porque nenhum "permanece". Simples, né?

Não é mais complexo do que isso: enfiar um dedo na água do rio. Tanta água corre para o seu dedo quanto sai! Literalmente, a corrente em qualquer ponto, sub-ponto, área, grupo de pontos, seja qual for, é a mesma entrada que sair, a menos que esteja "se acumulando", isto é, experimentando capacitância! Múltiplos afluentes chegando, múltiplos riachos saindo, não importa, a água em qualquer ponto experimenta saída = entrada.

Veja o primeiro diagrama acima na resposta de stevenvh, com as setas roxas, algumas apontando e outras apontando. Reorganize-os para que todas as setas apontadas para IN estejam à esquerda, todas as que apontam para OUT à direita. Pense nelas como nossas calçadas. Somente para elétrons *. O número (de pessoas ou elétrons) vindo da esquerda deve ser igual ao número saindo à direita. Isso é óbvio, não é? Como nenhum deles pode permanecer naquele ponto do centro (ou seja, não tem capacidade, entenda, capacitância!).

Capisci?

*) Porque elétrons também são pessoas!

Vou tentar responder isso da maneira mais simples possível. Foi assim que eu entendi alguns anos atrás. Sou estudante de engenharia da computação.

Existem dois métodos: KCL (lida com corrente) e KVL (lida com tensões).

A idéia básica é que, sempre, INPUT = OUTPUT.

Assim, com uma bateria, ou uma fonte de tensão (entrada) é sempre igual ao que entra nas outras partes do circuito, ou a energia perdida (saída).

Então, aplicando este conceito com KVL:
Fonte de tensão [entrada] = Tensão em todos os componentes do circuito [saída]

Fazer o trabalho apenas para encontrar as tensões nos diferentes componentes e suas respectivas polaridades devido à direção da corrente.

Agora, com o KCL, o mesmo conceito de entrada e saída segue com uma abordagem diferente: o que ocorre em um nó [um ponto], deve sair.

Portanto, qualquer corrente que entra em um nó deve sair. Sejam 2 ou 5 correntes entrando em um nó, deve haver pelo menos uma direção para onde ele sai. Ex:
Entrada atual1 + Entrada atual2 = saída atual 3

Portanto, no desenho, sempre deve haver pelo menos uma seta apontando para um nó e pelo menos uma seta fora do nó.

Agora, como representar as setas "dentro do nó" e "fora do nó".
"Into correntes": (tensão do nó de origem - tensão do nó) / resistência
"Fora das correntes do nó": (tensão do nó - tensão do nó de destino) / resistência

Lembre-se de que uma corrente através de um resistor passa de uma polaridade mais alta para uma mais baixa.

Fazer as suposições acima não prejudicará seus cálculos, pois todos seguirão com suas respostas no final. Ou seja, se alguém assumir uma direção para uma certa corrente e obter um resultado negativo, significa apenas que sua direção assumida está errada e, de fato, é o contrário.

Eu espero que isso ajude! E talvez você possa fazer a abordagem com seu primo passando pela análise de malha e nó. Pode ser melhor. Apenas mostre exemplos! : D