Wetten van Kirchhoff
Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Onder de naam wetten van Kirchhoff staat een aantal natuurkundige wetten bekend, twee in de elektrotechniek en één in de thermodynamica.
Inhoud |
[bewerk] Elektrotechniek
In de elektrotechniek wordt onder de wetten van Kirchhoff een tweetal veelgebruikte regels verstaan die voortkomen uit de principes van behoud van energie en lading in elektrische circuits. De wetten zijn vernoemd naar de natuurkundige Gustav Robert Kirchhoff. Deze twee regels werden voor het eerst in 1845 beschreven en kunnen worden afgeleid uit de Maxwellvergelijkingen.
[bewerk] De eerste wet van Kirchhoff, "Kirchhoff's Current Law" (KCL)
Het principe van behoud van elektrische lading impliceert de eerste wet van Kirchhoff, ook wel de "Stroomwet van Kirchhoff" genoemd.
- In elk knooppunt in een elektrisch circuit is de som van de stromen die in dat punt samenkomen gelijk aan de som van de stromen die vanuit dat punt vertrekken.
Hierbij wordt de conventie aangenomen dat toekomende stromen positief worden geteld en uitgaande stromen negatief. Het knooppunt kan stroom opslaan noch afgeven.
[bewerk] De tweede wet van Kirchhoff, "Kirchhoff's Voltage Law" (KVL)
Het principe van behoud van energie impliceert de tweede wet van Kirchhoff, ook wel de "Spanningswet van Kirchhoff" genoemd.
- De som van de elektrische potentiaalverschillen (rekening houdend met de richting) in elke gesloten lus in een circuit is gelijk aan nul.
Tekenconventie: Een spanningsbron wordt negatief gerekend als ze de stroom wil laten vloeien in tegengestelde richting van de lus; een spanningsval wordt positief gerekend als ze optreedt in de richting van de rondgangspijl (en vice versa). De richting in een lus wordt bij conventie gekozen en staat los van de lusonderdelen. Het is praktischer om steeds dezelfde richting (bijv. klokgewijs) te kiezen binnen een lus. De tekens worden dan positief of negatief bepaald per spanningsbron.
[bewerk] Thermodynamica
In de thermodynamica is op het het gebied van straling van verhitte lichamen nog een wet van Kirchhoff bekend, die in informele bewoordingen stelt dat een goede reflector slecht absorbeert en vice versa. Deze wet van Kirchhoff zegt het volgende:
- Bij thermisch evenwicht is de emissiviteit van een voorwerp gelijk aan de absorptiviteit.
Deze wet geldt enkel voor twee lichamen op ongeveer dezelfde temperatuur. Voor berekeningen tussen de zon en de aarde kan de formule dus niet gebruikt worden.
