Wat houdt de stroomwet en spanningswet van Kirchhoff in?
Voordat we beginnen met de details van schakelingen, is het interessant om te weten dat de basisregels hiervoor zijn opgesteld door Gustav Robert Kirchhoff. Hij was slechts 21 jaar oud toen hij in 1845 twee belangrijke wetten introduceerde die we nu nog steeds gebruiken: Kirchhoff's spanningswet en stroomwet.
Basisformules voor serieschakelingen
Wanneer je rekent aan serieschakelingen, gebruik je de volgende formules:
Stroomsterkte:
Spanning: U_{\text{bron}}=U_1+U_2+U_3
Totale Weerstand:
In een serieschakeling is de stroom overal hetzelfde, maar de spanning wordt over de verschillende componenten verdeeld.
Basisformules voor parallelschakelingen
In een parallelschakeling gedraagt de stroomsterkte zich anders:
Stroomsterkte (verdeeld over de takken):
Spanning:
Totale Weerstand:
Hierbij is de spanning over elke parallel geschakelde tak hetzelfde, maar de stroom verdeelt zich over de takken.
Wet van Ohm
Een andere cruciale formule is de wet van Ohm, die de relatie tussen spanning (U), stroomsterkte (I), en weerstand (R) beschrijft:
Deze wet is fundamenteel en wordt veel toegepast in de natuurkunde.
Voorbeeld: Gemengde schakeling
Laten we eens een gemengde schakeling bekijken met drie weerstanden.
Berekening van Stroomsterkte (I)
Door weerstand : A
Door weerstand : A
Door weerstand : I_5=\frac{12 \text{V}}{5 , \Omega}=2.4I_5\frac{12 \text{V}}{5 , \Omega}=2.4I_5+\frac{12 \text{V}}{5 , \Omega}=2.4I_5\frac{12 \text{V}}{5 , \Omega}=2.4I_{5=}\frac{12 \text{V}}{5 , \Omega}=2.4I_5\frac{12 \text{V}}{5 , \Omega}=2.4I\frac{12 \text{V}}{5 , \Omega}=2.4A
De totale stroomsterkte ( ) is dan:
A
Stroomdeling
Stroomdeling beschrijft hoe de stroom zich verdeelt bij knooppunten in de schakeling. Bij een knooppunt komt er evenveel stroom binnen als dat eruit gaat.
Inkomende stroom () en uitgaande stroom (): I_{\text{in}}=I_{\text{uit1}}+I_{\text{uit2}}+I_{\text{uit3}}I_{\text{in}}=I_{\text{uit1}}+I_{\text{uit2}}+I_{\text{uit3}}I_{\text{in}}=I_{\text{uit1}}+I_{\text{uit2}}+I_{\text{uit}}I_{\text{in}}=I_{\text{uit1}}+I_{\text{uit2}}+I_{\text{uit}}3I_{\text{in}}=I_{\text{uit1}}+I_{\text{uit}}+I_{\text{uit}}3I_{\text{in}}=I_{\text{uit1}}+I_{\text{uit}}2+I_{\text{uit}}3I_{\text{in}}=I_{\text{uit1}}+I_{\text{uit}}2+I_{\text{uit}}3I_{\text{in}}=I_{\text{uit}}+I_{\text{uit}}2+I_{\text{uit}}3
I_{\text{in}}-I_{\text{uit1}}-I_{\text{uit2}}-I_{\text{uit3}}=0I_{\text{in}}-I_{\text{uit1}}-I_{\text{uit2}}-I_{\text{uit3}}=I_{\text{in}}-I_{\text{uit1}}-I_{\text{uit2}}-I_{\text{uit3}}I_{\text{in}}-I_{\text{uit1}}-I_{\text{uit2}}I_{\text{uit3}}I_{\text{in}}-I_{\text{uit1}}-I_{\text{uit2}}+I_{\text{uit3}}I_{\text{in}}-I_{\text{uit1}}I_{\text{uit2}}+I_{\text{uit3}}I_{\text{in}}-I_{\text{uit1}}+I_{\text{uit2}}+I_{\text{uit3}}I_{\text{in}}I_{\text{uit1}}+I_{\text{uit2}}+I_{\text{uit3}}I_{\text{in}}=I_{\text{uit1}}+I_{\text{uit2}}+I_{\text{uit3}}
Spanningsdeling
Spanningsdeling beschrijft hoe spanning zich verdeelt over verschillende componenten.
Voorbeeld: Twee lampjes in serie met een spanning van de batterij die 12 volt levert en elk lampje een weerstand van 1 ohm heeft.
De spanning over elk lampje (U = 6 V):
V
