Do analizy obwodów elektrycznych potrzebna jest znajomość praw rządzących przepływem prądu. Prąd elektryczny w obwodzie płynie pod wpływem przyłożonego napięcia, którego źródłem może być bateria elektryczna lub generatory prądu elektrycznego. Podstawowym parametrem źródła napięcia jest siła elektromotoryczna. Siła elektromotoryczna jest równa napięciu na zaciskach np. baterii przy zerowym przepływie prądu. Siłę elektromotoryczną wyraża się, uwaga!... w woltach - ponieważ jest to napięcie, tak jak zostało to wcześniej wyjaśnione. Jest to tu celowo podkreślone aby uniknąć nieporozumienia i nie przypisywać sile elektromotorycznej niutona jako jednostki sugerując się nazwą ‘siła’. Takie nazewnictwo to historyczna pozostałość po czasach kiedy kształtowała się wiedza o elektryczności. Specjaliści często operujący tym pojęciem mówią krótko: SEM.

Prawa Kirchhoffa – pierwsze i drugie - opisują przepływy prądowe w obwodach elektrycznych. Zostały sformułowane w 1845 roku przez niemieckiego fizyka Gustava Kirchhoffa. Kirchhoff jest dziś najczęściej kojarzony z obwodami elektrycznymi ale jego dorobek naukowy jest znacznie większy. Warto również wiedzieć, że wraz z Robertem Bunsenem doskonalili analizę widmową i przy tym odkryli dwa pierwiastki, cez i rubid.

Pierwsze prawo Kirchhoffa dotyczy węzła obwodu. Węzeł obwodu elektrycznego to taki punkt, w którym łączą się trzy i więcej przewodów. W myśl tego prawa suma prądów wpływających do węzła jest równa sumie prądów z węzła wypływających. Prawo to jest konsekwencją zasady zachowania ładunku. Często objaśniając rozpływ strumienia elektronów można odwoływać się przez analogię do przepływu wody w rurach. Tak więc jeśli rury są szczelne to w sumie ilość wody przed i za rozgałęzieniem jest taka sama.

Drugie prawo Kirchhoffa dotyczy oczka obwodu, czyli samodzielnego zamkniętego obwodu lub obwodu zamkniętego stanowiącego część obwodu rozgałęzionego. Zgodnie z tym prawem, w oczku suma sił elektromotorycznych jest równa sumie spadków napięcia na opornościach tego obwodu.

Oba te prawa są tu zilustrowane fotografiami prostych obwodów elektrycznych. Na rozbieżności pomiędzy teorią a praktyką należy brać poprawkę wynikającą z niedoskonałości pomiaru.

Prawa Kirchhoffa wraz z prawem Ohma stanowią niezbędną wiedzę do analizy obwodów elektrycznych.

Powrót