Was sind Kirchhoffsche Gesetze?

Die Kirchhoffschen Gesetze sind zwei grundlegende Gesetzmäßigkeiten der Elektrotechnik, die von Gustav Robert Kirchhoff im Jahr 1845 formuliert wurden. Sie beschreiben die Erhaltung von elektrischer Ladung und elektrischer Energie in elektrischen Stromkreisen. Mit Hilfe dieser Gesetze können komplexe elektrische Schaltungen vereinfacht und analysiert werden.

Das erste Kirchhoff’sche Gesetz (Knotenregel)

Das erste Kirchhoff’sche Gesetz wird auch als Knotenregel bezeichnet und besagt, dass in einem Knotenpunkt eines Stromkreises die Summe aller Ströme, die in diesen Knotenpunkt hineinfließen, der Summe aller Ströme, die aus diesem Knotenpunkt herausfließen, entspricht. Dies bedeutet, dass die Summe aller Ströme an einem Knotenpunkt immer gleich Null sein muss.

Das zweite Kirchhoff’sche Gesetz (Maschenregel)

Das zweite Kirchhoff’sche Gesetz wird auch als Maschenregel bezeichnet und besagt, dass in jedem geschlossenen Stromkreis die Summe aller elektromotorischen Kräfte (EMK) gleich der Summe aller Spannungsabfälle ist. Mit anderen Worten: Die Summe aller Spannungsabfälle in einem Stromkreis ist gleich der Gesamtsumme aller Spannungen, die von den Batterien, Generatoren oder anderen Stromquellen bereitgestellt werden.

Beispiel zur Anwendung der Kirchhoff’schen Gesetze

Um die Kirchhoff’schen Gesetze anzuwenden, betrachten wir ein einfaches elektrisches Netzwerk bestehend aus einer Batterie, einem Widerstand und einem Verbraucher. Die Knotenregel besagt, dass die Summe aller Ströme, die in den Knotenpunkt fließen, gleich der Summe aller Ströme, die aus dem Knotenpunkt herausfließen, sein muss. Die Maschenregel besagt, dass die Summe aller Spannungsabfälle in einem geschlossenen Stromkreis gleich der Summe aller Spannungen sein muss, die von der Stromquelle bereitgestellt werden.

Wenn wir nun die Spannung an der Batterie und den Widerstandswert kennen, können wir mithilfe der Kirchhoff’schen Gesetze den Strom im Stromkreis berechnen. Indem wir die Knotenregel auf den Knotenpunkt anwenden, an dem die Drähte von der Batterie, dem Widerstand und dem Verbraucher zusammenkommen, können wir den Strom berechnen, der durch den Widerstand und den Verbraucher fließt. Mit der Maschenregel können wir dann die Spannung am Widerstand und am Verbraucher berechnen.

Insgesamt ermöglichen uns die Kirchhoff’schen Gesetze eine einfache und effektive Methode zur Analyse und Berechnung von komplexen elektrischen Schaltungen.