Themen:
- Kirchhoffs Spannungsgesetz
- Kirchhoffs aktuelles Gesetz
Kirchhoffs Spannungsgesetz:
Das Spannungsgesetz von Kirchhoff bedeutet, dass die Summe der elektrischen Potentialdifferenzen gleich 0 ist. Vereinfacht ausgedrückt sind in einem geschlossenen Stromkreis die Eingangs- und Ausgangsspannungen gleich 0. Die folgende Erklärung bezieht sich auf die folgende Zeichnung mit 2 Widerständen:
In einem geschlossenen Stromkreis kann der Gesamtstrom durch den Stromkreis anhand der Spannungs- und Widerstandswerte berechnet werden.
-12 + 5 x I + 10 x I = 0
(-12 Volt + 5 Ohm x Strom + 10 Ohm x Strom = gleich 0)
Da es sich um eine Reihenschaltung handelt, können die Widerstände addiert werden; 5 + 10 = 15Ω. Dann lässt sich der Strom I berechnen:
I=U/R
Ich = 12 / 15
I = 0,8A
Der Gesamtstrom durch den Stromkreis beträgt 0,8 A. Der Strom aus der Batterie, R1 und R2, ist derselbe. Nun muss die Spannung an den Widerständen berechnet werden. Da die Strom- und Widerstandswerte bekannt sind, lässt sich nun mithilfe des Ohmschen Gesetzes die Spannung berechnen:
UR1 und UR2 sind die Spannungen (U) an den Widerständen R1 und R2):
UR1 = I x R
UR1 = 0,8 x 5
UR1 = 4V
UR2 = I x R
UR2 = 0,8 x 10
UR2 = 8V
Nun kann das Kirchhoffsche Gesetz angewendet werden;
-Uaccu + UR1 + UR2 = 0
-12V + 4 + 8 = 0
U = 12 V
R1 = 5 Ω
R2 = 10 Ω
Ich = unbekannt
Dies beweist, dass die Kirchhoff-Spannungsgleichung korrekt ist, denn wenn Sie bei der Batterie links unter dem Diagramm beginnen, beginnen Sie beim - der Batterie. Deshalb beginnen Sie mit -12. Wenn Sie das Diagramm weiterlesen (im Uhrzeigersinn), gelangen Sie zunächst zum + von R1 und dann zum + von R2. Deshalb ist die Spannung der Batterie (Eingang an der Spannungsquelle) gleich (plus) der Summe aller (Abgangs-)Verbraucher. In diesem Fall die Widerstände. Dies kann eine Möglichkeit sein, komplizierte Schemata zu überprüfen, bei denen beispielsweise Ersatzwiderstände berechnet wurden. Durch die Anwendung des Kirchhoffschen Spannungsgesetzes kann überprüft werden, ob die berechneten Daten korrekt sind.
Kirchhoffs aktuelles Gesetz:
Das aktuelle Kirchhoffsche Gesetz besagt, dass alle Ströme in einem Knoten gleich 0 sind. Alle Flüsse, die den Knoten betreten, müssen ihn auch verlassen.
I1 + I2 + I3 + I4 = I5 (alle Ströme verlassen den Knoten über I5)
Wenn mehrere Flüsse den Knoten verlassen, werden das Diagramm und die Formel wie folgt:
I1 + I2 + I3 = I4 + I5 (die Ströme I1, I2 und I3 werden auf I4 und I5 aufgeteilt).
