חוק המתחים (Kirchhoff’s voltage law או בקיצור KVL), נקרא גם החוק השני של קירכהוף.

החוק מסתמך על חוק שימור האנרגיה וטוען שסכום המתחים (הפרשי הפוטנציאלים) על פני לולאה סגורה(חוג סגור או פשוט חוג) כלשהי במעגל חייב להיות אפס (אחרת ניתן ליצור אנרגיה יש מאין). אם נקודת ההתחלה ונקודת הסיום הן אותה הנקודה לא יכול להיות הפרש פוטנציאליים בינה לבין עצמה. כלומר:

כאשר n מייצגת את מספר המתחים הנמדדים.

על פי חוק אוהם: V=IR כאשר:

• V מסמן מתח חשמלי בין שתי נקודות בגוף
• I מסמן זרם חשמלי בין שתי נקודות בגוף
• R מסמן את התנגדות הגוף העשוי מחומר אוהמי

הסימן של הזרם (חיובי או שלילי) נקבע בהתאם לכיוון החוג, כך שאם הזרם והחוג באותו הכיוון הוא יהיה חיובי ואם הם בכיוונים מנוגדים הוא יהיה שלילי.

לאור זאת ניתן להגיע לניסוח נוסף לחוק המתחים: בכל חוג סגור במעגל, הסכום האלגברי של הכא”מים של כל המקורות שווה לסכום האלגברי של המכפלות IR.

המתח של כא”מ יחשב חיובי כאשר כיוון הלולאה הוא מההדק השלילי לחיובי.

גרסה נוספת לאותה המשוואה:

אם משתמשים בגרסה זו של המשוואה יש לזכור להפוך את כל הסימנים של IR.