Kirchhoffs strømlovp og Kirchhoffs spenninglovp
Det finnes noen enkle forhold mellom strømmer og spenninger i ulike gren av et elektrisk krets. Disse forholdene er bestemt av noen grunnleggende lover som er kjent som Kirchhoff-lover eller mer spesifikt Kirchhoff Strøm- og Spenningslover. Disse lovene er veldig nyttige for å fastsette den ekvivalente elektriske motstand eller impedans (i tilfelle AC) i et komplekst nettverk og strømmene som flyter i de ulike grenene av nettverket. Disse lovene er først utledet av Gustav Robert Kirchhoff og derfor refereres disse lovene også som Kirchhoff-lover.
Kirchhoff’s Strømlov
I en elektrisk krets flyter strømmen rasjonelt som en elektrisk mengde.
Som flyt av strøm regnes som mengdeflyt, vil totalen av strøm som kommer inn, være nøyaktig lik totalen av strøm som går ut fra punktet. Punktet kan betraktes hvor som helst i kretsen.
Anta at punktet er på lederen gjennom hvilken strømmen flyter, da krysser samme strøm punktet, som kan si at strømmen som kommer inn i punktet, vil forlate punktet. Som vi sa, kan punktet være hvor som helst i kretsen, så det kan også være et knutepunkt i kretsen.
Så, total mengde strøm som kommer inn i knutepunktet, må være nøyaktig lik total mengde strøm som forlater knutepunktet. Dette er det veldig grunnleggende om strømflyt, og heldigvis sier Kirchhoff Strømlov det samme. Loven er også kjent som Kirchhoff Første Lov, og denne lov sier at, i ethvert knutepunkt i en elektrisk krets, summen av alle gren-strømmer er null. Hvis vi betrakter all strøm som kommer inn i knutepunktet som positiv strøm, da konvensjonen for alle gren-strømmer som forlater knutepunktet er negative. Nå, hvis vi legger sammen alle disse positive og negative merkede strømmer, vil vi selvfølgelig få resultatet null.
Den matematiske formen av Kirchhoff’s Strømlov er som følger,
Vi har et knutepunkt der n antall gren møtes sammen.
La oss si,
Strømmene i gren 1, 2, 3 …. m kommer inn i knutepunktet.
Hvorimot strømmene i gren
går ut fra knutepunktet.
Så strømmene i gren 1, 2, 3 …. m kan betraktes som positive etter generell konvensjon, og på samme måte kan strømmene i gren
betraktes som negative.
Derfor er alle gren-strømmer i forhold til det nevnte knutepunktet –
Nå, summeringen av alle strømmer i knutepunktet er-
Dette er lik null ifølge Kirchhoff Strømlov.
Derfor,
Den matematiske formen av Kirchhoff Første Lov er ∑ I = 0 i ethvert knutepunkt i et elektrisk nettverk.
Video presentasjon av Kirchhoff’s Strømlov – Grunnleggende teori
Kirchhoff’s Spenningslov
Denne loven handler om spenningsfall i ulike gren i en elektrisk krets. Tenk på et punkt i en lukket løkke i en elektrisk krets. Hvis noen går til et annet punkt i samme løkke, vil han eller hun oppdage at potensialet i det andre punktet kan være forskjellig fra det første punktet. Hvis han eller hun fortsetter å gå til et annet punkt i løkka, kan han eller hun oppdage et annet potensial ved dette nye stedet. Hvis han eller hun fortsetter å gå videre langs den lukkede løkka, vil han eller hun til slutt nå det opprinnelige punktet der reisen startet. Det betyr at han eller hun kommer tilbake til det samme potensialpunktet etter å ha passert gjennom ulike spenningsnivåer. Det kan alternativt si at netto spenningsvinster og netto spenningsfall langs en lukket løkke er like. Det er det Kirchhoff Spenningslov sier. Denne loven er alternativt kjent som Kirchhoff Andre Lov.
Hvis vi betrakter en lukket løkke konvensjonelt, hvis vi betrakter alle spenningsvinster langs løkka som positive, da bør alle spenningsfall langs løkka betraktes som negative. Summeringen av alle disse spenningene i en lukket løkke er lik null. Anta at n antall tilbaketilbakelagte elementer danner en lukket løkke. Av disse krets-elementene er m antall elementer spenningskilde, og n – m antall elementer faller spenning som motstand.
Spenningskildenes spenninger er
Og spenningsfall over motstandene henholdsvis,
Som det er sagt at spenningsvinster konvensjonelt betraktes som positive, og spenningsfall betraktes som negative, spenningene langs den lukkede løkka er –
Nå ifølge Kirchhoff Spenningslov, summeringen av alle disse spenningene resulterer i null.
Så ifølge Kirchhoff Andre Lov, ∑V = 0.
