Wet van Kirchhoff voor stroom en wet van Kirchhoff voor spanning
Er zijn enkele eenvoudige relaties tussen stromen en spanningen van verschillende takken van een elektrisch circuit. Deze relaties worden bepaald door enkele basiswetten die bekend staan als Kirchhoff-wetten of meer specifiek Kirchhoff Wetten voor Stroom en Spanning. Deze wetten zijn zeer nuttig bij het bepalen van de equivalente elektrische weerstand of impedantie (in het geval van wisselstroom) van een complex netwerk en de stromen die door de verschillende takken van het netwerk vloeien. Deze wetten zijn voor het eerst afgeleid door Guatov Robert Kirchhoff en daarom worden deze wetten ook wel Kirchhoff-wetten genoemd.
Kirchhoff’s Wet voor Stroom
In een elektrisch circuit vloeit de stroom rationeel als elektrische hoeveelheid.
Aangezien de stroomvloeiing wordt beschouwd als de vloeiing van een hoeveelheid, is de totale stroom die op elk punt in het circuit binnenkomt, precies gelijk aan de totale stroom die dat punt verlaat. Het punt kan overal in het circuit worden beschouwd.
Stel dat het punt op de geleider ligt waarlangs de stroom vloeit, dan kruist dezelfde stroom het punt, wat alternatief gezegd kan worden dat de stroom die het punt binnengaat, ook het punt zal verlaten. Zoals we al zeiden, kan het punt overal in het circuit zijn, dus het kan ook een kruispunt in het circuit zijn.
Dus, de totale hoeveelheid stroom die het kruispunt binnengaat, moet precies gelijk zijn aan de totale hoeveelheid stroom die het kruispunt verlaat. Dit is het fundamentele aspect van de stroomvloeiing en gelukkig zegt de Kirchhoff Wet voor Stroom hetzelfde. De wet staat ook bekend als Kirchhoff Eerste Wet en deze wet stelt dat, op elk kruispunt in het elektrische circuit, de som van alle takstromen nul is. Als we alle stromen die het kruispunt binnengaan als positieve stromen beschouwen, dan zijn alle takstromen die het kruispunt verlaten negatief. Als we nu al deze positieve en negatieve getekende stromen optellen, krijgen we uiteraard als resultaat nul.
De wiskundige vorm van Kirchhoff’s Wet voor Stroom is als volgt,
We hebben een kruispunt waar n aantal takken samenkomen.
Laten we aannemen,
De stromen in takken 1, 2, 3 …. m komen het kruispunt binnen.
Terwijl de stromen in takken
het kruispunt verlaten.
Dus de stromen in de takken 1, 2, 3 …. m kunnen volgens de algemene conventie als positief worden beschouwd en evenzo de stromen in de takken
als negatief.
Dus alle takstromen met betrekking tot het genoemde kruispunt zijn –
Nu, de som van alle stromen op het kruispunt is-
Dit is gelijk aan nul volgens de Kirchhoff Wet voor Stroom.
Dus,
De wiskundige vorm van Kirchhoff Eerste Wet is ∑ I = 0 op elk kruispunt in een elektrisch netwerk.
Video Presentatie van Kirchhoff’s Wet voor Stroom – Basis Theorie
Kirchhoff’s Wet voor Spanning
Deze wet gaat over de spanningsval in verschillende takken in een elektrisch circuit. Denk aan een punt op een gesloten lus in een elektrisch circuit. Als iemand naar een ander punt op dezelfde lus gaat, zal hij of zij merken dat het potentiaal op dat tweede punt mogelijk verschilt van het eerste punt. Als hij of zij doorgaat naar een ander punt in de lus, zal hij of zij mogelijk een ander potentiaal vinden op die nieuwe locatie. Als hij of zij verder langs die gesloten lus gaat, komt hij of zij uiteindelijk terug op het initiële punt waar de reis begon. Dat betekent dat hij of zij terugkeert naar hetzelfde potentiaalpunt na het passeren van verschillende spanningsniveaus. Het kan ook worden gezegd dat de netto spanningswinst en de netto spanningsval langs een gesloten lus gelijk zijn. Dat is wat de Kirchhoff Wet voor Spanning stelt. Deze wet staat ook bekend als Kirchhoff Tweede Wet.
Als we een gesloten lus conventioneel beschouwen, en als we alle spanningswinsten langs de lus als positief beschouwen, dan moeten alle spanningsvallen langs de lus als negatief worden beschouwd. De som van al deze spanningen in een gesloten lus is gelijk aan nul. Stel dat n elementen die achter elkaar zijn verbonden een gesloten lus vormen. Onder deze circuits-elementen zijn m elementen spanningsbronnen en n – m elementen laten de spanning vallen, zoals weerstanden.
De spanningen van de bronnen zijn
En de spanningen over de weerstanden respectievelijk,
Zoals gezegd worden de spanningswinsten conventioneel als positief beschouwd, en de spanningsvallen als negatief. De spanningen langs de gesloten lus zijn –
Volgens de Kirchhoff Wet voor Spanning resulteert de som van al deze spanningen in nul.
Dus volgens de Kirchhoff Tweede Wet, ∑V = 0.
