شكل 1: رسم توضيحي — النقطة 3: قانون كيرشوف الثاني (قانون حفظ الطاقة) يمثل الشكل قانون كيرشوف الثاني، وهو تعبير عن حفظ الطاقة، إذ يساوي المجموع الجبري للقوى الدافعة الكهربية في المسار المغلق المجموع الجبري لفروق الجهد IR في المسار نفسه. ولذلك فإن المجموع الجبري لكل التغيرات في الجهد حول أي مسار مغلق يساوي صفرًا.
القوة الدافعة الكهربية تعبر عن الشغل أو الطاقة اللازمة لتحريك الشحنات خلال الدائرة كلها مرة واحدة.
فرق الجهد (V = I R) يعبر عن الشغل المبذول لتحريك الشحنات في جزء من الدائرة.
النص
المجموع الجبري للقوى الدافعة الكهربية في مسار مغلق = المجموع الجبري لفروق الجهد (I R) في المسار نفسه.
Σ VB = Σ I R
وبصيغة أخرى←المجموع الجبري لكل التغيرات في الجهد حول مسار مغلق يساوي صفرًا.
الأساس العلمي
القانون تعبير عن حفظ الطاقة، فالشغل الذي تبذله البطاريات يُستهلك كاملًا في المقاومات.
شكل 3: رسم توضيحي — النقطة 5: خطوات حل دائرة معقدة في الشكل خطوات حل الدائرة الكهربية المعقدة، ويبدأ بتحديد العقد والأفرع ثم فرض اتجاه تيار لكل فرع. وبعد تطبيق القانون الأول عند العقد والثاني على المسارات المغلقة المستقلة يُحل الناتج من المعادلات معًا، وتفسّر الإشارة السالبة بأن الاتجاه الفعلي عكس المفروض.
ارسم الدائرة وسمِّ العقد والأفرع.
افرض اتجاهًا لتيار كل فرع (عدد التيارات المجهولة يساوي عدد الأفرع).
طبق كيرشوف الأول عند عقدة لتحصل على علاقة بين التيارات.
طبق كيرشوف الثاني على مسارات مغلقة مستقلة بعدد المعادلات الناقصة.
حل المعادلات معًا (بالحذف أو بالتعويض) لإيجاد التيارات.
فسر الإشارة السالبة بأن الاتجاه الفعلي عكس المفروض.
عند حساب فرق الجهد بين نقطتين على فرع فيه بطارية استخدم
V = VB – I r
إذا كانت البطارية تفرغ.
إذا كانت البطارية في حالة شحن (التيار الفعلي يدخل من قطبها الموجب) فإن
V = VB + I r
.
✍️ أمثلة محلولة
مثال 2 دائرة فيها بطاريتان مهملتا المقاومة الداخلية.
الفرع الأول يحتوي بطارية 12 V ومقاومة 2 Ω، والفرع الثاني بطارية 6 V ومقاومة 3 Ω، والفرع الأوسط المشترك مقاومة 6 Ω.
التياران I₁ وI₂ يخرجان من الفرعين الأول والثاني ويلتقيان عند العقدة ثم يمر I₃ في الفرع الأوسط.
نقطة في الدائرة الكهربية يلتقي فيها ثلاثة موصلات أو أكثر لتوزيع أو تجميع التيارات الكهربية.
المسار المغلق (Closed Loop):
مسار كهربي مغلق يبدأ من نقطة معينة ويمر بمجموعة من الفروع ويعود إلى نفس النقطة دون تكرار أي عقدة.
قانون كيرشوف الأول (قانون حفظ الشحنة):
المجموع الجبري للتيارات الكهربية الداخلة إلى أي نقطة تفرع (عقدة) في دائرة كهربية يساوي المجموع الجبري للتيارات الخارجة منها: ΣI_in = ΣI_out، أو المجموع الجبري لجميع التيارات عند النقطة يساوي صفراً: ΣI = 0.
قانون كيرشوف الثاني (قانون حفظ الطاقة):
في أي مسار كهربي مغلق، يكون المجموع الجبري للقوى الدافعة الكهربية لجميع المصادر مساوياً للمجموع الجبري لفروق الجهد الكهربية عبر جميع المقاومات: ΣVB = Σ(I × R)، أو ΣΔV = 0.
جهد الأرض (Ground / Earth Potential):
اصطلح على أن الجهد الكهربي للأرض يساوي صفراً تماماً (V = 0 V) لأن سعتها الكهربية لا نهائية ويمكنها استقبال أو إعطاء شحنات دون تغير في جهدها.
مبدأ حفظ القدرة الكهربية (Conservation of Power):
القدرة الكلية المستمدة من البطاريات التي في حالة تفريغ تساوي تماماً مجموع القدرة المستنفدة في المقاومات الخارجية والداخلية مضافاً إليها القدرة المستهلكة في شحن البطاريات الشاحنة.
★ كتاب الشرح والتفصيل العلمي الشامل المعتمد 2026 / 2027 ★
كتاب الشرح المفصل قانونا كيرشوف وحل الدوائر الكهربية المعقدة
الصف الثالث الثانوي | الفصل الأول – التيار الكهربي وقانون أوم وقوانين كيرشوف | المنهج المصري الحديث 2026/2027
🎯 أهداف التعلم ومخرجات الفهم الوزارية المقررة 2026/2027:
• فهم الأساس العلمي لقانون كيرشوف الأول كقانون لحفظ الشحنة الكهربية (ΣI_in = ΣI_out).
• فهم الأساس العلمي لقانون كيرشوف الثاني كقانون لحفظ الطاقة (ΣVB = Σ(I × R)).
• تطبيق قواعد الإشارات للجهود والمصادر والتيارات في المسارات المغلقة المعقدة.
• كتابة وحل المعادلات الجبرية الثلاث باستخدام الآلة الحاسبة بمصفوفات الخطوات القياسية.
• حساب فرق الجهد بين أي نقطتين في مسار مفتوح وتعيين الجهد المطلق لنقطة متصلة بالأرض (V_earth = 0).
• حساب القدرة المستمدة من المصادر الكهربية والقدرة المستنفدة في المقاومات والتحقق من حفظ الطاقة.
1. قانون كيرشوف الأول (حفظ الشحنة) والتطبيقات العقدية
عندما تتعقد الدوائر الكهربية وتحتوي على عدة مسارات وبطاريات متصلة في فروع مختلفة لا يمكن اختزالها بقوانين التوالي والتوازي العادية، نلجأ إلى قانوني كيرشوف (Kirchhoff's Laws).
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
قانون كيرشوف الأول (قانون العقدة)
ينص على أن الشحنة الكهربية لا تفنى ولا تستحدث من العدم ولا تتراكم عند أي نقطة تفرع
وبالتالي فإن كمية الشحنات التي تدخل العقدة في كل ثانية يجب أن تساوي بدقة متناهية كمية الشحنات التي تغادرها في نفس الثانية
الشحنةالكهربيةتفنىتستحدث
ورياضياً
ΣI_in = ΣI_out
•
يبيّن الشكل قانون كيرشوف الأول عند نقطة التفرع
وهو تعبير عن حفظ الشحنة
فكمية الشحنة الداخلة إلى العقدة في الثانية تساوي الخارجة منها في الثانية نفسها
الشكلقانونكيرشوفالأول
•
وتُكتب رياضيًا بالصيغة ΣI داخلة = ΣI خارجة
ويُعد هذا القانون أساس تحليل توزيع التيارات في الأفرع
رياضيبالصيغةداخلةخارجة
قواعد تطبيق قانون العقدة
(1) حدد نقطة تفرع يلتقي فيها 3 فروع على الأقل
(2) حدد اتجاهات التيارات في كل فرع (سواء كانت معطاة أو مفروضة افتراضياً)
(3) اجعل التيارات الداخلة في طرف والخارجة في الطرف الآخر
لتحصل على المعادلة الخطية الأولى للدائرة: I1 + I2 – I3 = 0
نقطةتفرعيلتقيفيها
إذا نتجت قيمة أحد التيارات بعد حل المعادلات بإشارة سالبة، فهذا يعني علمياً أن المقدار الحسابي صحيح 100% ولكن الاتجاه الفعلي للتيار في الدائرة هو عكس الاتجاه الافتراضي الذي تم فرضه في البداية.
2. قانون كيرشوف الثاني (حفظ الطاقة) وقواعد الإشارات الدقيقة
قانون كيرشوف الثاني (قانون المسار المغلق) ينص على أن الشغل المبذول لنقل شحنة كهربية في مسار مغلق والعودة لنفس النقطة يساوي صفراً، لأن القوة الكهروستاتيكية قوة محافظة، وبالتالي فإن مجموع فروق الجهد التي ترفع الطاقة (البطاريات في حالة تفريغ) يساوي مجموع فروق الجهد التي تستهلك الطاقة (المقاومات والبطاريات المشحونة): ΣVB = Σ(I × R).
قواعد الإشارات النموذجية لتجنب الأخطاء الوزارية:
1. اختر مساراً دورانياً افتراضياً مغلقاً (إما في اتجاه عقارب الساعة أو عكسها) وسر عليه في اتجاه واحد.
2. قاعدة البطاريات (طرف المعادلة الأيسر ΣVB): وأنت تسير في المسار، إذا خرجت من القطب الموجب للبطارية اكتب القوة الدافعة موجبة (+VB)، وإذا خرجت من القطب السالب اكتبها سالبة (-VB).
3. قاعدة المقاومات (طرف المعادلة الأيمن ΣI.R): لكل فرع تيار مستقل يمر في مقاومات هذا الفرع (المقاومات الخارجية مضافاً إليها المقاومة الداخلية للبطارية r). إذا كان اتجاه سريان التيار في الفرع متفقاً مع اتجاه حركتك في المسار، اكتب (+ I × R)، وإذا كان التيار معاكساً لاتجاه حركتك، اكتب (- I × R).
4. بتطبيق القانون على مسارين مغلقين مستقلين، نحصل على المعادلتين الثانية والثالثة، ويتم حلهما جبرياً مع معادلة العقدة بالآلة الحاسبة (Equation 3 unknowns: Mode 5 -> 2) لإيجاد I1, I2, I3 مباشرة.
أولاً: حساب فرق الجهد بين نقطتين (VA – VB) في مسار مفتوح:
للتحرك من نقطة (A) إلى نقطة (B)، نكتب VA ثم نجمع ونطرح التغيرات في الجهد في طريقنا ونساويها بـ VB:
VA – Σ(I × R إذا كان التيار معنا) + Σ(I × R إذا كان التيار عكسنا) ± VB = VB.
إذا كانت الدائرة متصلة بالأرض عند نقطة معينة (C)، فإن جهد تلك النقطة VC = 0 V دائماً.
لحساب الجهد المطلق لأي نقطة أخرى (A)، نحسب فرق الجهد بينها وبين نقطة الأرض: VA – VC = VA – 0 = VA.
للتحقق من صحة حل مسألة كيرشوف، نحسب القدرة المنتجة من المصادر: البطارية التي يخرج التيار من قطبها الموجب تكون في حالة تفريغ وتنتج قدرة Pw_out = VB × I.
ثم نحسب القدرة المستنفدة كل مقاومة تستهلك قدرة = I2 × R، والبطارية التي يدخل التيار إلى قطبها الموجب تكون في حالة شحن وتستهلك قدرة = VB × I.
يجب أن يتطابق مجموع القدرة المنتجة مع مجموع القدرة المستنفدة تماماً.
نطبق كيرشوف الثاني في المسار المغلق الأيسر مع عقارب الساعة: نبدأ من العقدة السفلية صعوداً عبر الفرع الأيسر ثم هبوطاً في الفرع الأوسط: [3] ΣVB = 12 V (خرجنا من الموجب)
نطبقكيرشوفالثانيالمسار
•
[4] ΣI.R = (2 × I1) + (4 × I3)
[5] المعادلة الثانية
2 I1 + 0 I2 + 4 I3 = 12 (المعادلة 2)
[6] ثالثاً
نطبق كيرشوف الثاني في المسار المغلق الأيمن عكس عقارب الساعة: نصعد عبر الفرع الأيمن ثم نهبط في الفرع الأوسط: [7] ΣVB = 6 V (خرجنا من الموجب)
نطبقكيرشوفالثانيالمسار
•
[8] ΣI.R = (3 × I2) + (4 × I3)
[9] المعادلة الثالثة
0 I1 + 3 I2 + 4 I3 = 6 (المعادلة 3)
[10] رابعاً
بحل المعادلات الثلاث جبرياً: من (2): I1 = 6 – 2 I3
V_A – Σ ΔV = V_B | القدرة المستنفدة P = Σ I2R بالمقاومات = Σ VB·I بالتفريغ
المستنفدةبالمقاوماتبالتفريغ
•
📊 جداول المقارنة والتصنيف والتلخيص الشامل
جداولالمقارنةوالتصنيفوالتلخيص
جدول
مقارنة منهجية بين قانوني كيرشوف الأول والثاني
مقارنةمنهجيةقانونيكيرشوف
وجه المقارنة
قانون كيرشوف الأول (KCL)
قانون كيرشوف الثاني (KVL)
الاسم الشائع
قانون التيارات أو قانون العقدة
قانون الجهود أو قانون العروة (المسار المغلق)
الأساس الفيزيائي
مبدأ حفظ الشحنة الكهربية
مبدأ حفظ الطاقة
الصيغة الرياضية
Σ I_in = Σ I_out (Σ I = 0)
Σ VB = Σ (I × R) (Σ ΔV = 0)
موضع التطبيق في الدائرة
يطبق عند نقاط التفرع (العقد التي يلتقي بها ≥ 3 أسلاك)
يطبق داخل أي مسار موصل مغلق في الدائرة
💡 كبسولة المراجعة السريعة وأهم فنيات الامتحان:
★ إذا طلب القدرة الكهربية المستنفدة في الدائرة بأكملها احسب مجموع (I2 × R) لكل مقاومة، بالإضافة إلى (I2 × r) للمقاومات الداخلية، أو احسب Σ (VB × I) للأعمدة التي تفرغ فقط.
★ عند حساب قراءة فولتميتر بين نقطتين اختر أي مسار يصل بين النقطتين وطبق كيرشوف الثاني لحساب فرق الجهد V_AB مباشرة.
★ الإشارة السالبة للتيار تدل فقط على اتجاهه ولا تقلل من قيمته الحسابية المطلقة.