Kirchhoffs Spannungsgesetz
Die Kirchhoffschen Gesetze umfassen zwei grundlegende Prinzipien in der Analyse elektrischer Schaltkreise:
Kirchhoffsches Stromgesetz (KCL) (Erstes Kirchhoffsches Gesetz oder Kirchhoffsches 1. Gesetz) &
Kirchhoffsches Spannungsgesetz (KVL) (Zweites Kirchhoffsches Gesetz oder Kirchhoffsches 2. Gesetz).
Diese Prinzipien dienen als wesentliche Werkzeuge zur Bewertung komplexer elektrischer Schaltungen und ermöglichen Ingenieuren & Forschern, das Verhalten von Schaltungen in verschiedenen Konfigurationen vorherzusagen & zu verstehen. Die Kirchhoffschen Gesetze werden weit verbreitet angewendet in
der Elektroniktechnik,
der Elektrotechnik, &
der Physik für die Schaltungsanalyse & -gestaltung.
Was besagt das Kirchhoffsche Spannungsgesetz (KVL)?
In jedem geschlossenen Kreis innerhalb eines Schaltkreises ist die algebraische Summe der angelegten Spannungen gleich der Summe aller Spannungsabfälle in den Elementen des geschlossenen Kreises.
Was ist ein Kreis?
Ein Kreis in einem Schaltkreis ist ein einfacher geschlossener Pfad, bei dem keine Schaltkreiskomponente oder Knoten mehr als einmal vorkommt.
Daher lautet die KVL-Gleichung
Es kann wie folgt unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes für den Spannungsabfall über die Widerstände ausgedrückt werden:
Um der passiven Vorzeichenkonvention zu entsprechen, erzeugt der angenommene Strom eine Spannung über jedem Widerstand und bestimmt die Anordnung der „+“- und „-“-Zeichen.
Damit die KVL-Analyse funktioniert, muss die angenommene Stromrichtung und die Polarität der Spannung über jedem Widerstand mit dem passiven Vorzeichenstandard übereinstimmen.
Welcher andere Name wird für das Kirchhoffsche Spannungsgesetz verwendet?
Das Kirchhoffsche Spannungsgesetz wird auch als Zweites Kirchhoffsches Gesetz bezeichnet.
Was ist der Spannungsabfall im KVL?
Die Differenz der Spannung zwischen zwei beliebigen Punkten auf einem elektrischen Leiter wird als Spannungsabfall bezeichnet.
Anwendungen des KVL:
KVL ist anwendbar auf einfache Schaltungen, wie z.B. die Beleuchtung einer LED. Gemäß dem KVL muss die Differenz zwischen der Knotenspannung einer LED und der Spannungsquelle, die häufig viel höher ist, an anderer Stelle im Schaltkreis abgegeben werden.
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