Dlaczego prądowe prawo Kirchhoffa może uratować ci życie

By bezpiecznie korzystać z energii elektrycznej w łazience, kuchni lub przy pracy w ogrodzie czy na budowie konieczne jest zabezpieczenie się przed porażeniem prądem. Na bazie wieloletnich doświadczeń zaobserwowano, iż w normalnych warunkach bezpiecznym prądem przepływającym po ciele człowieka jest 30mA (w nie sprzyjających warunkach i ta wartość może być nieprzyjemna przy kontakcie). Jak jednak zabezpieczyć się przed nie przekroczeniem tej wartości? Istnieje bardzo prosta metod wystarczy zmierzyć ile prądu wpływa, np. do łazienki, i porównać z tym co wraca po kablu. Jest to ni mniej ni więcej wykorzystanie prądowego (pierwszego) prawa Kirchhoffa.

Jak brzmi prądowe prawo Kirchhoffa, mówiąc bardzo potocznie:
To co wejdzie musi wyjść w takiej samej ilości jak weszło.

Czyli gdy do pomieszczenia wejdą cztery osoby a wyjdą trzy, a pomieszczenie jest puste, powstaje pytanie którą drogą wyszła czwarta.

Mówiąc minimalnie bardziej ściśle:
Gdy do punktu dopłyną 3000 elektronów to tyle samo musi wypłynąć.


Jako że uporządkowany ruch elektronów nazywany jest prądem, by ściśle sformułować pierwsze prawo Kirchhoffa musimy określić co to jest natężenie prądu.


A = 2∏r - powierzchnia przekroju kabla.

q - ładunek elektronu.

n - suma wszystkich elektronów które przechodzą przez powierzchnie w pewnym czasie, np. w przeciągu 2s może przejść ich 2miliony,

Q - sumaryczny ładunek który przeszedł przez powierzchnie A, Q = q*n

Definicja natężenia prądu jest więc:

J = Q/t

Czyli wartość ładunku przepływającego w jednostce czasu (q*n/t).


prądowe prawo Kirchhoffa więc defakto jak na poniższym rysunku:

Tak więc gdy połączymy ze sobą przewody, np. trzy, wówczas suma natężeń prądów wpływających i wypływających równa jest 0 .




I tu dochodzimy do sedna: do czego to może służyć?

By porównać prąd wpływający do prądu powracającego z pomieszczenia używa się wyłączników różnicowoprądowych. Stosuje się je szczególnie w miejscach o większej ilości wody gdzie istnieje duże prawdopodobieństwo porażenia prądem (łazienki, kuchnie, place budów, działki, ogrody itp.). Przy ich stosowaniu trzeba pamiętać o tym, iż nie zabezpieczają one przed przepływem za dużego prądu. Nie zabezpieczą one więc w sytuacji umieszczenia przewodnika w gniazdku, ale zabezpieczą w przypadku gdy stojąc na mokrej podłodze popłynie przez Ciebie prąd. Wówczas natężenie prądu powracającego będzie mniejsze od natężenia prądu wpływającego o wartość natężenia prądu przepływającego przez twoje ciało, co wykryje wyłącznik różnicowoprądowy i wyłączy zasilanie.