Onderwerpen:
- Spanningswet van Kirchhoff
- Stroomwet van Kirchhoff
Spanningswet van Kirchhoff:
De spanningswet van Kirchhoff houdt in, dat de som van de elektrische potentiaalverschillen gelijk is aan 0. Simpel gezegd, in een gesloten stroomkring zijn de ingaande en uitgaande spanningen gelijk aan 0. De volgende uitleg gaat over de onderstaande tekening met 2 weerstanden:
Bij een gesloten stroomkring kan met behulp van de voltage en de weerstandwaarden de totale stroom door de kring berekend worden.
-12 + 5 x I + 10 x I = 0
(-12 volt + 5 ohm x de stroom + 10 ohm x de stroom = gelijk aan 0)
Doordat dit een serieschakeling is, kunnen de weerstanden bij elkaar opgeteld worden; 5 + 10 = 15Ω. Vervolgens kan de stroom I worden berekend:
I= U / R
I = 12 / 15
I = 0,8A
De totale stroom door de kring bedraagt 0,8A. De stroom is zowel vanaf de accu, als bij R1 en R2 gelijk. Nu dient de spanning over de weerstanden berekend te worden. De stroom- en weerstandwaarden zijn bekend, dus met de wet van Ohm kan nu de spanning worden berekend:
UR1 en UR2 zijn de spanningen (U) over de weerstanden R1 en R2):
UR1 = I x R
UR1 = 0,8 x 5
UR1 = 4v
UR2 = I x R
UR2 = 0,8 x 10
UR2 = 8v
Nu kan de wet van Kirchhoff worden toegepast;
-Uaccu + UR1 + UR2 = 0
-12v + 4 + 8 = 0
U = 12v
R1 = 5 Ω
R2 = 10 Ω
I = onbekend
Hiermee is bewezen dat de Kirchhoff spanningsvergelijking klopt, want als je links onder het schema bij de accu begint, begin je bij de – van de accu. Daarom begin je dus met -12. Als je verder (met de klok mee) het schema leest, kom je als eerst bij de + van R1 aan en daarna bij de + van R2. Vandaar dat – de spanning van de accu (ingang bij de spanningsbron), gelijk is aan (plus) de som van alle (uitgaande) verbruikers. In dit geval de weerstanden. Dit kan een controlemiddel zijn bij ingewikkelde schema’s waarbij bijvoorbeeld vervangingsweerstanden zijn berekend. Door de Spanningswet van Kirchhoff toe te passen, kan gecontroleerd worden of de berekende gegevens kloppen.
Stroomwet van Kirchhoff:
De stroomwet van Kirchhoff houdt in dat alle stromen in een knooppunt gelijk aan 0 zijn. Alle stromen die het knooppunt in gaan, moeten er ook weer uit.
I1 + I2 + I3 + I4 = I5 (alle stromen gaan via I5 het knooppunt uit)
Met meerdere stromen die het knooppunt verlaten worden het schema en de formule als volgt:
I1 + I2 + I3 = I4 + I5 (de stromen I1, I2 en I3 worden verdeeld over I4 en I5).
