Kirchhoff’sche Gesetze

Die folgenden Kapitel stellen die Kirchhoff‘schen Gesetze vor. Die Gesetzmäßigkeiten erfordern hierbei keine komplexe Mathematik.

  1. Maschenregel
  2. Knotenregel

Maschenregel

Die Maschenregel erlaubt es konkrete Aussagen über Netzwerk – Spannungen, zu treffen. Die erste Regel besagt, dass die Spannungen parallelgeschalteter Bauelemente elektrischer Netzwerke gleich groß sind.

Die Abbildung visualisiert dabei zwei zu einer Batterie parallel verbundenen Widerständen. Die Widerstände sind mit der gleichen Spannungsquelle verbunden. Die entsprechenden Spannungsmessgeräte über den Widerständen würden dabei die gleiche Spannung messen ( Siehe obere Abbildung ). Über den Widerstand R1 und R2 liegen also die identischen Spannungen an, die unabhängig vom konkreten Widerstandswert sind. Diese Tatsache kann damit erklärt werden, da beiden Enden der Widerstände identische Anfangs- und Endpunkte aufweisen.

Ein mit Wasser gefülltes Behältnis wird an zwei Schläuchen angeschlossen, aus denen Wasser hinaus fließen kann. Beide Anschlüsse liegen dabei auf gleicher Höhe, so dass ein identischer Druck auf beiden Schläuchen wirkt. Es liegt also gleich viel Wasser über den Anschlüssen auf. Unabhängig der Schlauchlängen liegen hier identische Drücke an. Lediglich die Wassermenge, die das Gefäß durch die Schläuche verlässt, unterscheidet sich bei den unterschiedlichen Schlauchdurchmesser.

Die Spannung teilt sich an Verzweigungspunkten also nicht auf.

Knotenregel

Die Knotenregel erlaubt es eine Aussage über den Strom in einem elektrischen Netzwerk zu treffen. Die zweite Regel besagt, dass der Strom, der durch alle in Reihe geschalteten Bauteilen fließt, identisch ist.

Die in der oberen Abbildung visualisierten Widerstände sind in Reihe an einer Batterie geschaltet. Die in Reihe liegenden Strommessgeräte messen dabei den Strom, der durch die einzelnen Widerstände fließt. Durch beide Widerstände fließt also der gleiche Strom, unabhängig vom jeweiligen Widerstandswert ( siehe Abschnitt Maschenregel ).

Diese Tatsache kann damit erklärt werden, dass der Strom hier nur einen einzigen Weg entlang fließt, der durch beide Widerstände verläuft.

Der Strom teilt sich bei Reihenschaltungen also nicht auf.