Ο κανόνας των τάσεων του Kirchhoff είναι ο δεύτερος θεμελιώδης κανόνας που χρησιμοποιούμε στην ανάλυση κυκλωμάτων. Η βασική του ιδέα είναι ότι το αλγεβρικό άθροισμα των τάσεων (ή διαφορών δυναμικού) γύρω από ένα κλειστό βρόγχο ενός κυκλώματος είναι ίσο με μηδέν. Ας σημειώσουμε ότι ο όρος «αλγεβρικό άθροισμα» σημαίνει ότι παίρνουμε υπόψη τις πολικότητες και τα πρόσημα των πηγών και των πτώσεων δυναμικού γύρω από ένα βρόγχο.

Πριν προχωρήσουμε ας δούμε τους παρακάτω όρους:
Κύκλωμα: κύκλωμα είναι μια κλειστή αγώγιμη διαδρομή στην οποία κυκλοφορούν ηλεκτρικά ρεύματα.
Διαδρομή: μια διαδρομή συνδεδεμένων στοιχείων ή πηγών.
Κόμβος: κόμβος είναι μια ένωση μέσα σε ένα κύκλωμα, στην οποία δυο ή περισσότερα στοιχεία κυκλώματος συνδέονται.
Κλάδος: κλάδος είναι ένα ή περισσότερα στοιχεία κυκλώματος όπως αντιστάσεις ή πηγές που συνδέονται μεταξύ δύο κόμβων.
Βρόγχος: βρόγχος είναι μια απλή κλειστή διαδρομή σε ένα κύκλωμα στην οποία κανένα στοιχείο κυκλώματος ή κόμβος διαγράφονται περισσότερο από μια φορά.

Εφαρμόζουμε τον νόμο των τάσεων του Kirchhoff ξεκινώντας από ένα οποιοδήποτε σημείο του βρόγχου και κινούμαστε στην ίδια κατεύθυνση σημειώνοντας όλες τις πτώσεις δυναμικού που μπορεί να είναι είτε θετικές ή αρνητικές και ξαναγυρίζοντας στο σημείο που ξεκινήσαμε. Είναι σημαντικό να διατηρούμε την ίδια φορά διαγραφής του βρόγχου δεξιόστροφη ή αριστερόστροφη αλλιώς το άθροισμα των τάσεων δεν θα είναι μηδέν.

Η ιδέα του νόμου των τάσεων του Kirchhoff είναι γνωστή ως διατήρηση της ενέργειας καθώς κινούμαστε γύρω από ένα κλειστό βρόγχο ή κύκλωμα. Καθώς γυρνάμε στο αρχικό σημείο έχουμε το ίδιο δυναμικό με αποτέλεσμα την διατήρηση της ενέργειας γύρω από το βρόγχο και η ολική πτώση τάση να είναι μηδέν.

Καθώς εφαρμόζουμε τον νόμο των τάσεων σε ένα στοιχείο κυκλώματος είναι σημαντικό να προσέξουμε τα αλγεβρικά πρόσημα (+ και -) των πτώσεων δυναμικού κατά μήκος των στοιχείων κυκλώματος και των ηλεκτρικών πηγών, αλλιώς οι υπολογισμοί μας θα είναι λάθος.

Πριν εμβαθύνουμε τις γνώσεις μας πάνω στον κανόνα των τάσεων του Kirchhoff πρώτα θα πρέπει να καταλάβουμε την πτώση δυναμικού σε ένα απλό στοιχείο κυκλώματος όπως η αντίσταση. Σε αυτό το απλό παράδειγμα ροής φορτίων μέσα από μια αντίσταση, θεωρούμε ότι το ρεύμα έχει φορά την ίδια με την φορά κίνησης των θετικών φορτίων δηλαδή την συμβατική φορά.

Στο παράδειγμα μας η ροή του ρεύματος μέσα στην αντίσταση είναι από το σημείο Α στο σημείο Β, δηλαδή από τον θετικό ακροδέκτη προς τον αρνητικό ακροδέκτη. Επομένως αν κινηθούμε με την ίδια κατεύθυνση όπως το ρεύμα θα υπάρξει μια πτώση δυναμικού κατά μήκος της αντίστασης, μειώνοντας το δυναμικό κατά απόλυτη τιμή Ι‧R

Επομένως για να εφαρμόσουμε σωστά τον κανόνα των τάσεων του Kirchhoff σε ένα κύκλωμα θα πρέπει πρώτα να εφαρμόσουμε σωστά την κατεύθυνση της πολικότητας. Έτσι σε μια αντίσταση το πρόσημο της πτώσης τάσης εξαρτάται από την κατεύθυνση του ρεύματος που την διαρρέει. Σαν γενικό κανόνα έχουμε ότι χάνουμε σε δυναμικό στην ίδια κατεύθυνση με ένα ρεύμα σε ένα παθητικό στοιχείο (π.χ. αντίσταση) και κερδίζουμε δυναμικό διαμέσου ενός ενεργού στοιχείου (π.χ. ηλεκτρικής πηγής).

Παράδειγμα: Ο νόμος των τάσεων του Kirchhoff δηλώνει ότι το αλγεβρικό άθροισμα των διαφορών δυναμικού σε ένα βρόγχο του κυκλώματος θα πρέπει να είναι ίσο με μηδέν: ΣV = 0. Στο παράδειγμα μας, επειδή οι δυο αντιστάσεις R₁ και R₂ συνδέονται σε σειρά είναι μέρος του ίδιου βρόγχου και θα διαρρέονται από το ίδιο ρεύμα.

Η πτώση τάσης στην αντίσταση R₁ κατά απόλυτη τιμή είναι Ι‧R₁ ενώ εκείνης της R₂ είναι κατά απόλυτη τιμή Ι‧R₂ Εφαρμόζοντας τον κανόνα των τάσεων του Kirchhoff (KVL) παίρνουμε:

V_S + ( – I‧R₁) + ( – I‧R₂) = 0
V_S = I‧R₁ + I‧R₂
V_S = I‧(R₁ + R₂)
V_S = I‧R_T
όπου  R_T = R₁ + R₂

Εφαρμόζοντας τον KVL σε αυτό τον απλό κλειστό βρόγχο βρίσκουμε την ισοδύναμη αντίσταση των αντιστάσεων συνδεμένων σε σειρά.

Παράδειγμα
Στο κύκλωμα του σχήματος είναι γνωστά: Ε₁ = 10V, Ε₂ = 4V, R₁ = 30Ω, R₂ = 20Ω. Ζητείται η τιμή του ρεύματος στις αντιστάσεις.

Όπως μπορούμε να καταλάβουμε η τιμή του ρεύματος είναι η ίδια σε όλα τα στοιχεία κυκλώματος. Ορίζουμε κατεύθυνση αναφοράς ρεύματος στις αντιστάσεις όπως στο σχήμα. Σημειώνουμε το θετικό και αρνητικό άκρο για την πτώση τάσης σε κάθε αντίσταση με τέτοιο τρόπο ώστε το ρεύμα στην αντίσταση να εισέρχεται στο θετικό άκρο, όπως στο σχήμα.

Ξεκινώντας από το κάτω αριστερό κόμβο και κινούμενοι δεξιόστροφο αθροίζουμε τις πτώσεις τάσης για τον βρόγχο. Κινούμενοι μέσα από τις πηγές Ε₁ και Ε₂ έχουμε αύξηση δυναμικού κατά 10V και μείωση δυναμικού κατά 4V αντίστοιχα. Κατά την κίνηση μέσα από τις αντιστάσεις έχουμε μείωση του δυναμικού, π.χ, στην R₁ κατά ποσότητα I∙R₁ όπως προκύπτει από το νόμο του Ωμ. Δηλαδή:

+Ε₁ – I∙R₁ – Ε₂ – I∙R₂ = 0 => Ε₁ -Ε₂ – (R₁ + R₂)∙I =0 => I = (E₁ -E₂) / (R₁ + R₂)

Με αντικατάσταση προκύπτει Ι = (10V- 4V) /(30Ω + 20Ω) = 0,12Α

Επομένως η τιμή του ρεύματος μέσα από τις αντιστάσεις είναι 0,12Α με φορά την κατεύθυνση αναφοράς.

Εφαρμογή 1

Στο κύκλωμα του σχήματος είναι γνωστά: Ε=50V, R₁=30Ω, R₂=10Ω και R₃=5Ω. Ζητούνται οι τιμές των ρευμάτων και των πτώσεων τάσεων στις αντιστάσεις.

Σημειώνουμε κατευθύνσεις αναφοράς ρεύματος στις αντιστάσεις όπως στο σχήμα. Στο σχήμα, επίσης, φαίνονται οι πολικότητες των πτώσεων τάσεων στις αντιστάσεις.

 Στον κόμβο Α εφαρμόζουμε τον νόμο των ρευμάτων του Kirchhoff ως εξής: Ι₃ – Ι₁ – Ι₂ = 0

Στον αριστερό βρόγχο εφαρμόζουμε τον νόμο των τάσεων του Kirchhoff ως εξής: +Ε – I₃∙R₃ – I₁∙R₁ =0

Στον δεξιό βρόγχο  εφαρμόζουμε τον νόμο των τάσεων του Kirchhoff ως εξής: +I₁∙R₁ – I₂∙R₂ = 0

Με αντικατάσταση των τιμών στις παραπάνω εξισώσεις προκύπτει το αλγεβρικό σύστημα:

I₁ + I₂ – I₃ = 0
30I₁ + 5I₃ = 50
30I₁ – 10I₂ = 0

Από την λύση του οποίου προκύπτουν οι τιμές των ρευμάτων στις αντιστάσεις: Ι₁ = 1Α, Ι₂ = 3Α και Ι₃ = 4Α

Η πτώση τάση στην αντίσταση R₃ είναι I₃∙R₃ = 4A∙5Ω = 20V, ενώ η πτώση τάση στις αντιστάσεις R₁ και R₂ είναι η ίδια και είναι I₁∙R₁ = I2∙R₂ = 1A∙30Ω = 3Α∙10Ω = 30V

 Εφαρμογή 2

Στο κύκλωμα του σχήματος είναι γνωστά: Ε=100V, Ι=2Α, R₁=15Ω, R₂=10Ω και R₃=40Ω. Ζητούνται οι τιμές των ρευμάτων και των πτώσεων τάσεων στις αντιστάσεις.

Σημειώνουμε κατευθύνσεις αναφοράς ρεύματος στις αντιστάσεις όπως στο σχήμα. Στο σχήμα, επίσης, φαίνονται οι πολικότητες των πτώσεων τάσεων στις αντιστάσεις.

Στον πάνω κόμβο εφαρμόζουμε τον νόμο των ρευμάτων του Kirchhoff ως εξής: +Ι₁ – Ι₂ + Ι₃ = 0

Στον δεξιό βρόγχο εφαρμόζουμε τον νόμο των τάσεων του Kirchhoff ως εξής: +I₂∙R₂ + I₃∙R₃ – Ε =  0

Με αντικατάσταση των τιμών, προκύπτει το σύστημα:

 Ι₂ – Ι₃ = 2
10Ι₂ + 40Ι₃ = 100

Από την λύση του οποίου προκύπτουν οι τιμές των ρευμάτων στις αντιστάσεις: Ι₁ = 2Α, Ι₂ = 3,6Α και Ι₃ = 1,6Α

Η πτώση τάση στην αντίσταση R₁ είναι I₁∙R₁ = 2A∙15Ω = 30V  στην αντίσταση R₂ είναι  I₂∙R₂ = 3,6A∙10Ω = 36V και στην αντίσταση R₃ είναι  I₃∙R₃ = 1,6A∙40Ω = 64V