Lineare elektrische Netzwerke Ideales Element Elektrisches Bauelement Reihen- und Parallelschaltung Netzwerkumformungen Generatorsätze Netzwerksätze Methoden der Netzwerkanalyse Zweitor-Parameter Die kirchhoffschen Regeln werden im Rahmen der elektrischen Schaltungstechnik bei der Netzwerkanalyse verwendet. Sie unterteilen sich in zwei grundlegende und zusammenhängende Sätze, den Knotenpunktsatz und den Maschensatz, und beschreiben jeweils den Zusammenhang zwischen mehreren elektrischen Strömen und zwischen mehreren elektrischen Spannungen in elektrischen Netzwerken. Sie wurden 1845 von Gustav Robert Kirchhoff formuliert [1], nachdem sie bereits 1833 von Carl Friedrich Gauß entdeckt worden waren. KIRCHHOFFsche Gesetze | LEIFIphysik. [2] Der Knotenpunktsatz (Knotenregel) – 1. Kirchhoffsches Gesetz [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] In einem Knotenpunkt eines elektrischen Netzwerkes ist die Summe der zufließenden Ströme gleich der Summe der abfließenden Ströme. Bepfeilt man alle anliegenden Zweigströme so, dass alle zugehörigen Zählpfeile zum Knoten hin oder alle zugehörigen Pfeile vom Knoten weg zeigen, so kann man den Knotenpunktsatz für einen Knoten mit Zweigströmen folgendermaßen aufschreiben: Diese Regel gilt zunächst für Gleichstromnetzwerke.
Die Maschenregel beschreibt die Erhaltung der elektrischen Energie in der Elektrostatik. Darin gilt, dass eine Ladung bei einem einmaligen Umlauf des Stromkreises insgesamt keine Arbeit am elektrischen Feld verrichtet. So bewegen sich in dem nebenstehenden einfachen Stromkreis die Ladungen innerhalb des Widerstandes mit dem elektrischen Feld, und innerhalb der Spannungsquelle bewegen sie sich dem Feld entgegen. Die Maschenregel ist formal eine Schlussfolgerung aus dem Induktionsgesetz. Sie gilt nur für den Fall, dass innerhalb der Masche keine Änderung des magnetischen Flusses erfolgt () und somit auch auf magnetischem Weg keine Energie in das Netzwerk eingespeist oder von dort entnommen wird. Kirchhoffsche regeln aufgaben des. Bei Abwesenheit von magnetischen Wechselfeldern liefert das Induktionsgesetz, was exakt der Aussage der Maschenregel entspricht. Der Ausdruck bezeichnet dabei die Umlaufspannung für einen Weg, der die Bauelemente umgeht, aber deren Pole enthält. [3] Bei der Anwendung der kirchhoffschen Gleichungen ist allgemein zu beachten, dass alle Verbindungen zwischen den einzelnen Stromkreiselementen als ideal leitend vorausgesetzt werden.
Formel: Maschenregel 6 \[ \underset{j}{\boxed{+}} \, U_j ~=~ U_1 + U_2 + U_3 +~... ~=~ 0 \] Betrachte beispielsweise eine Wheatstonesche Messbrücke, mit der Du einen Dir unbekannten Widerstand bestimmen kannst. Dort gibt es drei nützliche Maschen. Kirchhoffsche regeln aufgaben der. Masche A im Bild enthält die Quellspannung \( U_0 \) und die anderen Spannungen \( U_1 \), \( U_3 \) an den Widerständen \( R_1 \) und \( R_3 \). Mithilfe der vorgegebenen Richtung der Quellspannung (durch ein Pfeil gekennzeichnet) gehst Du die Masche durch, summierst alle Teilspannungen auf und setzt die Summe gleich Null (wegen der Maschenregel 6). In der betrachteten Masche sind es \( U_1 \), \( U_3 \) und \( U_0 \): 9 \[ U_0 ~+~ U_1 ~+~ U_3 ~=~ 0 \] Das Coole ist: Wenn Du beispielsweise \( U_0 \) und \( U_3 \) kennst, kannst Du mithilfe der Maschenregel sofort \( U_1 \) berechnen, indem Du die Gleichung 9 nach der gesuchten Spannung umstellst. Auch der Strom oder Widerstände sind damit bestimmbar (unter Zuhilfenahme des Ohmschen Gesetzes).
Zunächst soll der die Änderung der potententiellen Einergie einer positiven Ladung \(q\) beim Durchwandern des nebenstehend skizzierten Kreises von Punkt A aus betrachtet werden: Im Widerstand \(R_1\) verliert die Ladung die potentielle Energie \(\Delta {E_{\rm{pot, 1}}} = q \cdot {U_1}\), analog geht beim Durchwandern des Widerstandes \(R_2\) die potentielle Energie \(\Delta {E_{\rm{pot, 2}}} = q \cdot {U_2}\) verloren. Beim Durchlaufen der Spannungsquelle gewinnt die Ladung die potentielle Energie \(\Delta {E_{\rm{pot, bat}}} = q \cdot {U_{\rm{bat}}}\). Bei Wiederankunft im Punkt A hat die Ladung wieder die gleiche potentielle Energie wie zu Beginn des Durchlaufs. Fachmännischer ausgedrückt sagt man: "Die Ladung ist wieder auf dem gleichen Potential". Das oben Gesagte wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt: \[q \cdot {U_1} + q \cdot {U_2} + q \cdot {U_{\rm{bat}}} = 0\] Dividiert man diese Gleichung durch \(q\), so erhält man: \({U_1} + {U_2} + {U_{\rm{bat}}} = 0\). Kirchhoffsche regeln aufgaben mit. Diese Gleichung lässt sich nur erfüllen, wenn man für die Spannung positive und negative Werte zulässt.
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