Her gennemgår vi de vigtigste elektriske love, du vil møde som elektriker eller studerende. De hjælper dig med at beregne spænding, strøm, modstand og effekt i både simple og mere komplekse kredsløb.
På denne side gennemgår vi de vigtigste love, hvorfor de er vigtige – og hvordan du bruger dem i praksis.
Ohms lov – forholdet mellem spænding, strøm og modstand
Ohms lov beskriver sammenhængen mellem elektrisk spænding (U), strømstyrke (I) og modstand (R) i en elektrisk kreds. Loven siger, at spændingen over en modstand er lig med strømmen gennem modstanden ganget med modstanden. Matematisk udtrykkes det som:
[U=I*R]
Dette gør det muligt at beregne en af enhederne, hvis de to andre er kendt. Ohms lov er fundamentet for al elberegning. Kender du to af de tre størrelser — spænding, strøm og modstand — kan du altid beregne den tredje.
💡 Ohms lov trekant: Dæk den størrelse du vil beregne med fingeren. De to resterende størrelser viser dig formlen — side om side betyder gang, over/under hinanden betyder division.
⚠️ Husk enhederne: Sørg altid for at dine værdier er i grundenhederne volt (V), ampere (A) og ohm (Ω) inden du regner. Har du eksempelvis 2,2 kΩ, skal du omregne til 2200 Ω.
💡 Ohms lov gælder for ohmske modstande: Loven gælder for modstande, kabler og varmelegemer, men ikke direkte for spoler og kondensatorer ved vekselstrøm. Her bruges impedans i stedet.
Praktiske eksempler på Ohms lov
Eksempel 1: I et givet kredsløb, er der en påtrykt spænding på 10V, og der er en modstand på 5 Ohm. Beregn strømmen i kredsløbet.
begin{align*}
&U=I*R \
&Updownarrow \
&I=frac{U}{R} \
&Updownarrow \
&I=frac{10}{5} =2 [A]
end{align*}
Strømmen i kredsløbet er derfor 2 ampere.
Eksempel 2: Beregn spændingen i et kredsløb med en strøm på 3 A og en modstand på 10 Ohm.
begin{align*}
&U=I*R \
&Updownarrow \
&U=3*10= 30 [V] \
end{align*}
Effektloven – hvor meget energi der bruges
Effektloven er en grundlæggende formel inden for elektriske kredsløb, som beskriver forholdet mellem elektrisk effekt (P), spænding (U), og strøm (I).
Formlen lyder:
[P=U*I]
Hvor:
- P står for effekt målt i watt (W).
- U står for spænding målt i volt (V).
- I står for strømstyrke målt i ampere (A).
Formlen siger, at den elektriske effekt, der udvikles i et kredsløb, er produktet af spændingen og strømstyrken. Med andre ord angiver effektloven, hvor meget energi der omsættes pr. sekund i et elektrisk kredsløb.
💡 Tre varianter af effektformlen: Afhængigt af hvad du kender, kan du vælge den mest bekvemme form: P = U × I (kender du spænding og strøm), P = I² × R (kender du strøm og modstand), P = U² / R (kender du spænding og modstand).
💡 Watt er ikke det samme som watt-time: Effekt (W) fortæller hvor hurtigt energi bruges — ikke hvor meget. En 100W pære bruger 100 joule hvert sekund. Energiforbruget over tid måles i watt-timer (Wh) eller kilowatt-timer (kWh), som du kender fra elregningen.
📝 Kontroltjek – effekt: Beregn altid effekten på to måder hvis muligt. P = U × I og P = I² × R bør give samme svar. Giver de ikke det, er der en fejl i en af de øvrige størrelser.
Praktiske eksempler på beregninger med effektloven
Lad os sige, at vi har en pære, der får en spænding på 24 volt, og strømmen, der løber igennem den, er 0,5 ampere. Vi ønsker at finde ud af, hvor meget effekt (P) pæren bruger.
Vi anvender formlen:
[P=U*I]
Hvor:
- U=24 [V]
- I=0,5 [A]
Beregningen bliver:
[P=U*I=24*0,5=12 [W]]
Pæren bruger altså 12 watt. Dette betyder, at pæren omsætter 12 joule energi pr. sekund, når den er tændt.
Kirchhoffs love – forudsætninger for netværksanalyse
Kirchhoffs love er to grundlæggende regler der beskriver, hvordan strøm og spænding fordeler sig i elektriske kredsløb med flere grene. De er generelt anvendt som Kirchhoffs 1. og 2. lov eller som Kirchhoffs strømlov og spændingslov. De anvendes til beregning af komplekse kredsløb.
Kirchhoffs 1. lov – Strømloven
Kirchhoffs første lov kaldes også Strømloven eller knudepunktsligningen. Loven siger, at den strøm, der kommer til et knudepunkt er lig med den strøm der forlader et knudepunkt. Denne regel er baggrunden for beregning af parallelforbindelser ved både jævnstrøm og vekselstrøm.
Tager vi et kig på figur 1, har vi et knudepunkt, hvor strømmen kommer til og deles. Vi har en samlet strøm der kommer ind (
). Strømmen deles herefter ud i strømmene i den lodrette og vandrette linje (
& 
). For at opfylde Kirchhoffs første lov, må ligning for dette scenarie være:
[I_1=I_2+I_3]
💡 Huskeregel – Kirchhoffs 1. lov: Strøm kan ikke forsvinde. Alt hvad der løber til et knudepunkt, løber også fra det. Tænk på vand i et rørsystem — vandet kan ikke bare forsvinde i et samlingssted.
📝 Kontroltjek – knudepunkt: Opsæt ligningen ΣItil = ΣIfra og sæt tallene ind. Stemmer begge sider, er loven opfyldt. Bruger du fortegnene (+/−) systematisk, undgår du fejl i komplekse kredsløb.
Eksempler på Kirchhoffs 1. lov
Eksemplerne findes også i videoen
Eksempel 1
Figur 2 illustrerer eksempel 1 , hvor strømmen ledes til knudepunktet gennem , hvorefter det ledes væk igennem og . Derved kan formlen for strømmen der ledes til knudepunktet hurtig opsættes.
begin{align*}
&I_1=I_2+I_3 \
&Updownarrow \
&I_1=3+7=10 [A]
end{align*}
Der vil derfor ledes en strøm på 10 ampere til knudepunktet.
Eksempel 2
Figur 3 illustrerer endnu et eksempel. Her har vi to strømme til knudepunktet ( & ), samt en strøm der løber fra knudepunktet (). Strømmen i er 7 ampere og er lig med strømmen der løber til knudepunktet. er 3 ampere. skal findes.
begin{align*}
&I_3=I_1+I_2 \
&Updownarrow \
&I_1=I_3-I_2 \
&Updownarrow \
&I_1=7-3=4 [A]
end{align*}
Kirchhoffs 2. lov – Spændingsloven
Kirchhoffs 2. lov kaldes også spændingsloven eller maskeligningen. Den siger, at summen af alle spændingsforskelle i en lukket maske er lig med nul. Praktisk betyder det, at den samlede elektromotoriske kraft i et kredsløb er lig med summen af alle spændingsfald. Denne regel anvendes generelt i serieforbindelse beregning ved jævnstrøm og vekselstrøm.
Tages der et kig på figur 4, kan det forklares, at den spænding som spændingskilde 1 og 2 levere er lig med det spændingsfald over modstand R1 og R2.
begin{align*}
&E_1+E_2-U_{R1}-U_{R2}=0\
&Updownarrow \
&E_1+E_2=U_{R1}+U_{R2}\
end{align*}
💡 Huskeregel – Kirchhoffs 2. lov: Spænding forsvinder heller ikke. Den spænding batteriet/kilden leverer, bruger modstandene præcis. Tænk på det som en vandbakke — trykket skabt af pumpen bruges præcis op af ventilerne.
⚠️ Pas på fortegnene: Kirchhoffs 2. lov kræver konsistent fortegnsbehandling. Vælg én retning i kredsløbet (med uret eller mod uret) og hold dig til den. Spændingskilder og -fald har modsat fortegn afhængigt af om du løber med eller mod strømmens retning.
📝 Kontroltjek – maskeligningen: Sæt alle kendte værdier ind og kontrollér at summen er nul. Er den ikke det, er der enten en regnefejl eller et forkert fortegn et sted.
https://youtu.be/fhVExhXohSY
Eksempler på Kirchhoffs 2. lov
Eksemplerne er også vist i videoen
Eksempel 1
Figur 5 viser et eksempel på Kirchhoffs 2. lov. Vi har to spændingskilder, hvor den ene er ubekendt. Derudover har vi to modstande med et spændingsfald på henholdsvis 10 og 17 Volt.
Vi kender fra teorien følgende:
begin{align*}
&E_1+E_2-U_{R1}-U_{R2}=0 \
&Updownarrow \
&E_1+E_2=U_{R1}+U_{R2}
end{align*}
For at beregne 
, skal denne isoleres. Dette gøres ved at flytte spændingskilde 
over på modsatte side af lighedstegnet.
begin{align*}
&E_2=-E_1+U_{R1}+U_{R2} \
&Updownarrow \
&E_2=-12+10+17=15 [V]
end{align*}
Anvendelse i praksis
Ovenstående love er de mest almindelige love, der anvendes ved beregning af kredsløb. Det er derfor vigtigt at have styr på ovenstående love, inden du begiver dig ud i dybere analyse af elektriske kredsløb.
Vil du vide mere om anvendelse, så bruges lovene i indlæggene her under.
FAQ – Ofte stillede spørgsmål
Hvad er Ohms lov? Ohms lov beskriver sammenhængen mellem spænding (U), strøm (I) og modstand (R) i et elektrisk kredsløb. Formlen er U = I × R. Kender du to af de tre størrelser, kan du altid beregne den tredje ved at omskrive formlen.
Hvad er effektloven? Effektloven beskriver den effekt der omsættes i et kredsløb. Grundformlen er P = U × I, hvor P er effekten i watt, U er spændingen i volt og I er strømmen i ampere. Formlen kan også skrives som P = I² × R eller P = U² / R afhængigt af hvilke størrelser du kender.
Hvad er Kirchhoffs 1. lov? Kirchhoffs 1. lov — også kaldet strømloven eller knudepunktsligningen — siger at den strøm der løber til et knudepunkt er lig med den strøm der forlader det. Matematisk: ΣItil = ΣIfra. Loven er grundlaget for beregning af parallelforbindelser.
Hvad er Kirchhoffs 2. lov? Kirchhoffs 2. lov — også kaldet spændingsloven eller maskeligningen — siger at summen af alle spændingsforskelle i en lukket maske er nul. Praktisk betyder det at den samlede elektromotoriske kraft er lig med summen af alle spændingsfald. Loven bruges til beregning af serieforbindelser.
Hvad er forskellen på Kirchhoffs 1. og 2. lov? Kirchhoffs 1. lov handler om strøm i knudepunkter og bruges i parallelforbindelser. Kirchhoffs 2. lov handler om spænding i masker og bruges i serieforbindelser. Begge love kan kombineres til analyse af komplekse kredsløb med flere grene.
Hvornår bruges Ohms lov frem for Kirchhoffs love? Ohms lov bruges til at beregne spænding, strøm eller modstand i en enkelt komponent. Kirchhoffs love bruges til at analysere kredsløb med flere grene, knudepunkter og spændingskilder, hvor Ohms lov alene ikke er tilstrækkelig.
Gælder Ohms lov altid? Nej — Ohms lov gælder for ohmske komponenter som modstande og kabler ved konstant temperatur. Den gælder ikke direkte for spoler og kondensatorer ved vekselstrøm, hvor man i stedet bruger impedans. Den gælder heller ikke for halvledere som dioder og transistorer.
