Wat is Potentiaal en spanning? — Natuurkunde

Definitie 6.2 Universitaire natuurkunde — jaar 1 · Hoofdstuk 6 — Gelijkstroomkringen: de wetten van Kirchhoff en enkele stellingen

Elk punt van een kring heeft een elektrische potentiaal $V$ (volt), op een constante na vastgelegd door een massa te kiezen ( $V = 0$ ). De spanning tussen $A$ en $B$ is het potentiaalverschil $u_{AB} = V_A - V_B$ , getekend als een pijl van $B$ naar $A$ . De energie die een lading $q$ verliest op de weg van $A$ naar $B$ is $q\,u_{AB}$ (dit sluit aan bij de elektrostatische potentiaal van Hoofdstuk 27).

Voorbeelden

Voorbeeld 6.20 (Drie wegen naar hetzelfde antwoord)

In de figuur is $E_1 = 10\,\mathrm{V}$ , $R_1 = 1.0\,\mathrm{k}\Omega$ , $E_2 = 5.0\,\mathrm{V}$ , $R_2 = 2.0\,\mathrm{k}\Omega$ , $R_3 = 2.0\,\mathrm{k}\Omega$ . Millman: $V_N = (10/1 + 5/2 + 0/2)/(1 + 0.5 + 0.5) = 12.5/2 = 6.25\,\mathrm{V}$ . Superpositie: $E_1$ alleen ziet $R_2 \parallel R_3 = 1\,\mathrm{k}\Omega$ , dus $u = 10 \times 1/2 = 5\,\mathrm{V}$ ; $E_2$ alleen ziet $R_1 \parallel R_3 = 0.667\,\mathrm{k}\Omega$ , $u = 5 \times 0.667/2.667 = 1.25\,\mathrm{V}$ ; samen $6.25\,\mathrm{V}$ . Thévenin gezien vanaf $R_3$ : $E_{\mathrm{Th}}$ is de nullastspanning van de deler $(E_1, R_1, R_2, E_2)$ : $E_2 + (E_1 - E_2)R_2/(R_1 + R_2) = 5 + 5 \times 2/3 = 8.33\,\mathrm{V}$ ; $R_{\mathrm{Th}} = R_1 \parallel R_2 = 0.667\,\mathrm{k}\Omega$ ; dan is $u = 8.33 \times 2/2.667 = 6.25\,\mathrm{V}$ .

Lees in het hoofdstuk →