Kirchhoffs andra lag – Kirchhoffs spänningslag enkelt förklarat med exempel!

Kirchhoffs andra lag, också känd som Kirchhoffs spänningslag, är en grundläggande princip inom elläran som spelar en avgörande roll i vår förståelse av elektriska kretsar. Lagen, uppkallad efter den tyska fysikern Gustav Kirchhoff, är en av de två Kirchhoffs lagarna som används för att analysera komplexa elektriska nätverk. Den andra lagen är Kirchhoffs strömlag

Kirchoffs spänningslag säger att ”summan av alla spänningar i en sluten krets är alltid noll”. Det innebär att den totala elektriska potentialen som vinns när man går genom en spänningskälla i en krets alltid kompenseras av den potential som förloras när man går genom ressistorer eller andra ’laster’ i kretsen.

Förklaring av Kirchhoffs spänningslag

Kirchhoffs spänningslag är grundläggande inom elektroteknik och fysik. Det är ett uttryck för energins bevarande inom en elektrisk krets, vilket innebär att all energi som tillförs en krets genom spänningskällor måste användas upp av laster eller försvinna som förluster.

För att förstå detta mer intuitivt, tänk på en elektrisk krets som en vandringsväg. Varje gång du klättrar upp en kulle (passerar en spänningskälla), vinner du potentiell energi. När du går nerför en kulle (passerar en last eller resistans), förlorar du potentiell energi. Enligt Kirchhoffs spänningslag är summan av all vunnen och förlorad potential alltid noll i slutet av din vandring (då du är tillbaka på samma punkt som du började.

[Bild: En enkel elektrisk krets med en spänningskälla och en resistans. En pil visar riktningen för strömflödet. ]

Potentialvandring

Potentialvandring är en metod som används för att tillämpa Kirchhoffs spänningslag. Det går till som så att man ”vandrar” runt en krets, från en punkt till en annan, och summera alla spänningsändringar längs vägen.

Om du startar och slutar på samma punkt (en sluten loop), blir summan av alla spänningsändringar noll, vilket är helt i enlighet med Kirchhoffs spänningslag. Om du däremot vandrar från en punkt till en annan, ger potentialvandringen spänningsskillnaden mellan dessa två punkter.

Exempel och tillämpningar av Kirchhoffs andra lag

För att lättare visa på Kirchhoffs spänningslag och potentialvandring, låt oss titta på ett exempel. Anta att vi har en krets med en spänningskälla på 10V och två resistanser på 2Ω och 3ΩRespektive. En ström på 2A flödar genom kretsen.

[Bild på uppsättningen]

Om vi börjar vår potentialvandring vid den positiva terminalen på spänningskällan och följer strömmens riktning, vinner vi 10V i potential. När vi sedan passerar den första resistansen, förlorar vi 2A * 2Ω = 4V i potential. Vid den andra resistansen förlorar vi ytterligare 2A * 3Ω = 6V.

Om vi summerar alla dessa potentialändringar, får vi 10V – 4V – 6V = 0V, vilket bekräftar Kirchoffs spänningslag.

Övningsuppgifter

För att hjälpa dig att förstå och tillämpa Kirchhoffs spänningslag, här är några övningsuppgifter att arbeta med:

  1. En krets har en spänningskälla på 12V och tre resistanser på 1Ω, 2Ω, och 3Ω respektive. En ström på 3A flödar genom kretsen. Använd Kirchoffs spänningslag och potentialvandring för att bekräfta att summan av spänningarna i kretsen är noll.
  2. En krets har två spänningskällor på 5V och 10V och en resistans på 3Ω. Strömmen genom kretsen är 2A. Använd Kirchoffs spänningslag och potentialvandring för att beräkna den totala spänningen i kretsen.

Avslutningsvis

Vi hoppas att denna artikel har hjälpt dig att förstå Kirchoffs andra lag och dess tillämpning i analysen av elektriska kretsar. Om du har några frågor, kommentarer, eller vill ha en ytterligare förklaring av något koncept, tveka inte att dela dina tankar i kommentarsdelen nedan. Vi ser fram emot att hjälpa dig i din resa att lära dig fysik!

Glöm inte att bokmärka denna sida och återvända ofta för att fräscha upp dina kunskaper om Kirchhoffs spänningslag och andra viktiga koncept inom fysik 1.


För mer hjälp med fysik besök vår begreppssamling med förklaringar eller uppgiftsbank med övningsuppgifter om elektriska kretsar, fysikproblem och såklart finns det lösningar! Allt för att du ska förstå fysiken. Du hittar även mer information om Kirchhoffs andra lag och hur den tillämpas. Och kom ihåg, oavsett om du är en student som behöver hjälp med dina fysikuppgifter eller bara nyfiken på ett begrepp, finns det alltid hjälp att få och nya saker att lära!

Annons
GratisAccess to basic materials.$0Join
PremiumFull access, premium materials, and support.$10Join