regeltechniek
ikke stelde deze vraag op 04 november 2005 om 21:52.Reacties
Dag ikke, De stroomsterkte in de middenleiding kan worden berekend met de wetten van Kirchhoff. Zie bij voorbeeld wikipedia. Laten we deze wetten eens toepassen op een brug van Wheatstone die niet in evenwicht is. De brug bestaat uit twee parallelle takken en een middenleiding. In de boventak hebben we links R1 en rechts R2. In de ondertak hebben we links R3 en rechts R4. De middenleiding gaat van de draad tussen R1 en R2 naar de draad tussen R3 en R4.
https://en.wikipedia.org/wiki/Wheatstone_bridge
De stroomsterkte in R1 noemen we I1; analoog I2, I3, I4. De stroomsterkte van de stroom van de boventak naar de ondertak noemen we I5. De gehele brugschakeling is aangesloten op een spanningsbron met spanning U. Tip: teken dit en zet de namen van de weerstanden en stroomsterkten in de figuur. Eerste wet van Kirchhoff: de som van de stroomsterkten naar een knooppunt is gelijk aan de som van de stroomsterkten vanuit dat knooppunt. Deze wet levert: bovenste middenknooppunt I1=I5+I2 (aangenomen dat I1 en I2 naar rechts lopen en dat I5 naar onder loopt; als die aanname voor bij voorbeeld I5 niet klopt, zullen we daarvoor een negatieve waarde vinden; wat telt is dat we voor elk van de stromen steeds dezelfde aanname doen). onderste middenknooppunt: I3+I5=I4. Tweede wet van Kirchhoff: in een gesloten lus is de som van de spanningen (van spanningsbronnen) even groot als de som van de termen I*R. Daarbij doorlopen we een lus kloksgewijs en noteren we -I*R als we tegen de stroom in gaan. Deze wet levert: linkerlus bestaande uit R1 en R3: 0=I1*R1-I3*R3 (links nul want er is geen spanningsbron in deze lus; minteken want we gaan tegen I3 in). rechterlus bestaande uit R2 en R4: 0=I2*R2-I4*R4 lus bestaande uit de spanningsbron en de boventak: -U=-I1*R1-I2*R2 Als de weerstandswaarden van R1 t/m R4 bekend zijn, hebben we vijf vergelijkingen met de vijf onbekenden I1 t/m I5. Dit stelsel is in principe oplosbaar, bij voorbeeld door stap voor stap stroomsterkten te elimineren of met behulp van matrices en determinanten. Het resultaat voor de gevraagde I5 is I5=(R2*R3-R1*R4)/(R1*R2*R3+R1*R2*R4+R1*R3*R4+R2*R3*R4)*U De stroomsterkten in de weerstanden zijn breuken met dezelfde noemer als I5. De teller van de breuk van I1 is (R2+R4)*R3*U ; I2 heeft de teller (R1+R3)*R4*U ; I3 heeft de teller (R2+R4)*R1*U; I4 heeft de teller (R1+R3)*R2*U Voorbeeld: als R1=1 ohm; R2=2 ohm; R3=3 ohm; R4=4 ohm; U=25 volt, dan I1=9 A; I2=8 A; I3=3 A; I4=4 A en de gevraagde I5 is 1 A. Een ampèremeter in de middenleiding zal 1 A aanwijzen. De vraag naar de "spanning...die...door de middenaftakking vloeit" kan ik niet beantwoorden. Als er geen weerstand in de middenaftakking is, staat daar ook geen spanning over. En spanning staat, stroom loopt.
Bijlagen:
Uitgaande van het punt tussen R2 en R4 zou ik zeggen dat omhoog (tegen de klok in) door R2 de spanning toeneemt zodat Kirchhoff dan geeft: 0 = - I2R2 + I5G + I4R4
Dat komt op hetzelfde neer als jij aangeeft. Alleen doorloop jij de stroom vanuit de top met de klok mee.