Herhalen Wetten van Kirchhoff en Elektrische energie

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

Inhoud van deze les;

• Herhalen Wetten van Kirchhoff

• Oefeningen Kirchhoff en Elektrische energie

Samenvatting Wetten van Kirchhoff

Regels:

Op ieder knooppunt geldt: Σ I = 0 

In iedere gesloten kring geldt: Σ U = 0

Stappenplan:

1. Neem eerst een stroomrichting aan.
2. Zoek vervolgens knooppunten op en
   beschrijf wat de stroom doet.
3. Zoek nu stroomkringen op en beschrijf
   wat de spanning doet.

Let op: In de batterij loopt de stroom van + naar -.

De som van de stromen in een knooppunt komt bij de Wet van Kirchhoff altijd uit op....

1. I totaal
2. 0
3. I effectief
4. is altijd anders

Wat is de richting van de stroom IN een batterij?

1. van de plus naar de min
2. van de min naar de plus

De stroomkring van kring 2 is gelijk aan....

1. U2 + U4 - U5 = 0
2. U2 + U4 + U5 = 0
3. U2 - U4 - U5 = 0

Wetten van Kirchhoff

Nu ga je echt beginnen met een opgave op niveau.

Zorg dat je een schrift, rekenmachine en de regels van de wetten van Kirchhoff naast je hebt liggen.

Teken de afbeelding in je schrift en geef de richting van de stroom aan door pijltjes te tekenen.

Wetten van Kirchhoff

Noteer wat de stroom doet bij knooppunt A en knooppunt B.

Wetten van Kirchhoff

Knooppunt A:

I1 + Ib - I2 = 0

Knooppunt B:

I2 - Ib - I1 = 0

Bekijk in de afbeelding de twee stroomkringen.
Stel de vergelijking op voor zowel stroomkring 1 als stroomkring 2.

Wetten van Kirchhoff

Stroomkring 1:

U1 + U2 - Ua = 0

Stroomkring 2:

-U2 + Ub = 0

Ub - U2 = 0

Stroomkring 1:

U1 + U2 - Ua = 0

Stroomkring 2:

Ub - U2 = 0

Probeer met behulp van de stroomkring regels + het schakelschema eerst U2 te vinden daarna U1.

6,0 V

U2 = ....... V

U1 = ....... V

10 V

3,0 V

4,0 V

5,0 V

Wetten van Kirchhoff

Stroomkring 2:

Ub - U2 = 0

Ub = U2 
Ub = 6 V dus ook U2

Stroomkring 1:

U1 + U2 - Ua = 0

U1 + 6 V - 10 V = 0

dus U1 = 4 V

Bereken met behulp van je vorige uitkomsten en de schakeling I2 en I1.
Gebruik de wet van Ohm (R=U/I)

Wetten van Kirchhoff

U1 = 4 V         U2 = 6 V

R1 = 10 Ohm  R2 = 30 Ohm

R = U / I     --> I = U / R

I1 = 4 / 10 = 0,4 A

I2 = 6 / 30 = 0,20 A

Bereken de stroomsterkte die de A - meter meet.
Gebruik hiervoor de waardes van I1 en I2 en de opgestelde regels voor de stroomsterktes in knooppunt A en B.

Wetten van Kirchhoff

Knooppunt A:

I1 + Ib - I2 = 0

Knooppunt B:

I2 - Ib - I1 = 0

Ib is de stroom die door de A - meter gaat.

Ib = I2 - I1 = 0,2 - 0,4 = - 0,2 A

(blijkbaar stroomt de stroom toch de andere kant op, zie minteken)

Bereken hoeveel energie batterij A heeft geleverd na 35 minuten in kJ.

Wetten van Kirchhoff

De stroom die geleverd wordt door batterij A is gelijk aan I1.

Afsluiten

Klaar!

Ik hoop dat je door stapsgewijs door zo'n opgave heen te gaan de Wetten van Kirchhoff beter begrijpt.

Huiswerk voor zondag 17 januari:

H3.4: 61, 64, 65, 66 en 67