За допомогою законів Кірхгофа можна розрахувати будь-яку схему. Але, у випадку дуже розгалужених кіл приходиться розв’язувати системи з великою кількістю рівнянь. Тому були розроблені більш простіші методи розрахунку електричних кіл. Одним з найбільш поширених є метод контурних струмів, застосування якого дозволяє зменшити загальну кількість сумісно розв’язуваних рівнянь за рахунок вилучення з системи рівнянь Кірхгофа всіх рівнянь, складених на підставі першого закону, і збереження тільки рівнянь для контурів.
Метод контурних струмів, запропонований англійським фізиком Д.Д. Максвеллом (1831 – 1874 р. р.), базується на понятті про контурні струми, під якими розуміють розрахункові (умовні) струми, що протікають у кожному незалежному контурі. Рівняння кола складають відносно контурних струмів, після чого справжні (реальні) струми у вітках визначають через знайдені контурні струми.
Вивід основних розрахункових рівнянь проведемо стосовно схеми рис. 1.20. Будемо вважати, що в лівому і в правому контурах у напрямку ходу годинникової стрілки течуть контурні струми
й
. Для кожного контуру складемо рівняння згідно з другим законом Кірхгофа, врахувавши при цьому, що в суміжній вітці (з опором
) тече зверху вниз струм (
). Напрямки обходу контурів також приймемо за годинниковою стрілкою.
Маємо:
(1.25)
Розкривши дужки і, згрупувавши подібні члени, одержимо:
(1.25, а)
Позначимо власні опори контурів через
і
:
;
.
Опір суміжної вітки, взятий зі знаком «мінус», позначимо через
:
;
а контурні ЕРС незалежних контурів – через
і
:
;
.
Ці ЕРС рівні відповідно алгебраїчній сумі ЕРС кожного контуру, причому, зі знаком «+» («–») входять ті ЕРС, напрямки яких співпадають (не співпадають) з напрямком обходу контуру.
У загальному випадку можна вважати, що опір
суміжної вітки між
–им і
–им контурами входить у рівняння зі знаком «–» («+»), якщо напрямки контурних струмів
й
уздовж цієї вітки – зустрічні (однакові).
Для одноманітності в знаках опорів суміжних віток бажано всі контурні струми спрямувати в одному напрямку, наприклад, за годинниковою стрілкою.
Якщо в результаті розв’язку системи рівнянь (1.25, а) якийсь контурний струм виявиться від’ємним, то це буде означати, що його справжній напрямок є протилежним тому напрямку, який ми вибрали за додатний.
Струми в зовнішніх вітках електричного кола рівні відповідним контурним струмам, наприклад, струми у вітках з джерелами ЕРС
і
:
;
.
У суміжних вітках реальні струми визначаються через контурні струми. Наприклад, у вітці з опором
струм
, що протікає зверху вниз, рівний різниці струмів:
.
Для схеми електричного кола, що має «п» незалежних контурів, система контурних рівнянь має вигляд:
(1.26)
Приклад 1.5. Визначимо струми у вітках кола (рис. 1.21, а) при значеннях фізичних величин:
;
;
;
;
;
;
;
;
.
Розв’язання. Для спрощення розрахунків перетворимо паралельне з’єднання ідеального джерела струму
і опору
між вузлами А і В (рис. 1.21, а) в еквівалентне джерело ЕРС:
і увімкнемо його послідовно з опором
(рис. 1.21, б).
Виберемо довільно напрямки струмів у вітках, як показано на рис. 1.21, б. Контурні струми позначимо
,
,
і, спрямувавши їх проти ходу годинникової стрілки, запишемо стосовно них систему контурних рівнянь кола:
(1.27)
Тут власні опори контурів:

Опори суміжних віток будуть від’ємними, оскільки контурні струми через них протікають у взаємно протилежних напрямках:

Контурні ЕРС незалежних контурів:
,
,
– рівні відповідним алгебраїчним сумам ЕРС кожного контуру, причому, зі знаком «плюс» («мінус») входять ті ЕРС, напрямки яких співпадають (не співпадають) з напрямком обходу контуру.
Таким чином,

Підставивши числові значення фізичних величин в систему (1.27), одержимо:
(1.27,а)
Розв’яжемо цю систему рівнянь методом детер-мінантів (визначників).
Головний детермінант системи:

Допоміжні детермінанти:



Контурні струми визначаються, як:



Справжні струми в зовнішніх вітках рівні відповідним контурним струмам:

Справжні струми в суміжних вітках рівні алгебраїчним сумам відповідних контурних струмів:

У результаті розрахунку виявилось, що струм
має від’ємне значення, яке свідчить про те, що дійсний напрямок цього струму у вітці протилежний умовно прийнятому напрямку.
Струм через опір
(рис. 1.21, а) визначимо на підставі першого закону Кірхгофа:

Слід зауважити, що метод контурних струмів вигідно застосовувати при розрахунку складених електричних кіл, в яких число незалежних контурів менше, ніж число вузлів у колі.