Kluczowa różnica – prawo Ohma a prawo Kirchhoffa
Jeśli chodzi o zrozumienie elektryczności, bardzo ważne jest zrozumienie związku między pierwotnymi parametrami, napięciem i prądem. Podstawową zasadą opisującą tę relację jest prawo Ohma. Z kolei prawo Kirchhoffa jest teorią, która indywidualnie opisuje właściwości tych parametrów. Tak więc kluczowa różnica między prawem Ohma a prawem Kirchhoffa polega na tym, że prawo Ohma opisuje związek między napięciem a prądem na elemencie rezystancyjnym, podczas gdy prawo Kirchhoffa opisuje zachowanie prądu i napięcia w gałęzi obwodu.
Czym jest prawo Ohma?
Prawo Ohma mówi, że prąd płynący przez przewodnik jest proporcjonalny do napięcia na nim i na odwrót. Ta zasada została założona przez niemieckiego fizyka Georga Ohma i jest podana przez,
V=IR
Rysunek 01: Prawo Ohma
Prawo Ohma można porównać do przepływu wody w rurze. Różnica potencjałów między dwoma końcami kieruje wodę przez rurę jak prąd, który jest napędzany przez różnicę napięć na elemencie rezystancyjnym. Ponadto zmniejszony opór, który zwiększa prąd, jest równoważny zmniejszeniu pola przekroju rury, co zmniejsza przepływ wody.
W odniesieniu do pojedynczego urządzenia lub obwodu elementów jako całości, prawo Ohma służy do obliczania całkowitej rezystancji na elemencie lub obwodzie na podstawie zmierzonego prądu i napięcia. Na podstawie obliczonej rezystancji można określić lub przewidzieć pobór mocy obwodu, jeśli wartość rezystancji zostanie zmieniona w jakikolwiek sposób, np. przez temperaturę.
Złożona forma prawa Ohma ma zastosowanie do obwodów prądu przemiennego, w których V i I są zmiennymi złożonymi. W takim przypadku R odnosi się do impedancji obwodu (Z). Impedancja jest również liczbą zespoloną, w której tylko część rzeczywista przyczynia się do rozpraszania mocy czynnej.
Czym jest prawo Kirchhoffa?
Prawo Kirchhoffa zostało zaproponowane przez niemieckiego fizyka Gustava Kirchhoffa. Prawo Kirchhoffa ma dwie formy: prawo prądu Kirchhoffa (KCL) i prawo napięcia Kirchhoffa (KVL). KCL i KVL opisują odpowiednio zasady zachowania przepływu prądu i napięcia.
Obecne prawo Kirchhoffa (KCL)
KCL stwierdza, że całkowity prąd płynący do węzła (punkt połączenia kilku obwodów odgałęzionych) i całkowity prąd wypływający z węzła są równe.
Rysunek 02: Obecne prawo Kirchhoffa
Prawo napięcia Kirchhoffa (KVL)
Z drugiej strony KLV stwierdza, że suma napięć w zamkniętej pętli wynosi zero.
Wyraża się to w innej formie jako suma napięć między dwoma węzłami obwodu jest równa każdemu obwodowi rozgałęzionemu między tymi dwoma węzłami. Można to przedstawić jak na poniższym rysunku.
Rysunek 03: Prawo napięcia Kirchhoffa
Tutaj,
v1 + v2 + v3 – v 4=0
KVL i KVC są niezwykle przydatne w analizie obwodów. Jednak prawo Ohma musi być używane razem z nimi przy rozwiązywaniu parametrów obwodu. Dla przykładu takiej analizy obwodu podana jest liczba płynąca.
Biorąc pod uwagę węzły A i B, KCL można zastosować w następujący sposób.
Dla węzła A; I1 + I2=I3
Dla węzła B; I1 + I2=I3
Następnie KVL jest stosowany do zamkniętej pętli (1)
V1 + I1 R1 + I3 R3=0
Następnie KVL jest stosowany do zamkniętej pętli (2)
V2 + I2 R2+ I3 R3=0
Następnie KVL jest stosowany do zamkniętej pętli (3)
V1 + I1 R1 – I2 R2 – V2=0
Rozwiązując powyższe równania, można znaleźć dowolny nieznany parametr obwodu. Zauważ, że prawo Ohma jest używane podczas określania napięć na opornikach.
Jaka jest różnica między prawem Ohma a prawem Kirchhoffa?
Prawo Ohma kontra prawo Kirchhoffa |
|
| Prawo Ohma opisuje związek między napięciem a prądem na elemencie rezystancyjnym. | Prawo Kirchhoffa opisuje zachowanie odpowiednio prądu i napięcia w gałęzi obwodu. |
| Prawo | |
| Prawo Ohma mówi, że napięcie w przewodniku jest proporcjonalne do prądu przez niego przepływającego. | KCL stwierdza, że suma prądów płynących do węzła jest równa zeru, podczas gdy KVL stwierdza, że suma napięć w zamkniętej pętli wynosi zero. |
| Aplikacje | |
| Prawo Ohma ma zastosowanie do pojedynczego elementu rezystancyjnego lub zestawu obwodów rezystancyjnych jako całości. | KCL i KVL mają zastosowanie do szeregu elementów rezystancyjnych w obwodzie. |
Podsumowanie – Prawo Ohma kontra prawo Kirchhoffa
Prawa Ohma i Kirchhoffa to dwie podstawowe teorie w analizie obwodów elektrycznych. Opisują właściwości i zależność napięcia i prądu odpowiednio w pojedynczym elemencie przewodzącym i gałęzi obwodu elektrycznego. Podczas gdy prawo Ohma stosuje się do elementu rezystancyjnego, prawa Kirchhoffa stosuje się do szeregu elementów. To najważniejsza różnica między prawem Ohma a prawem Kirchhoffa. KCL i KVL są zwykle używane w analizie obwodów razem z prawem Ohma.
Pobierz wersję PDF prawa Ohma kontra prawo Kirchhoffa
Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać jej do celów offline, zgodnie z notatkami dotyczącymi cytowań. Proszę pobrać wersję PDF tutaj Różnica między prawem Ohma a prawem Kirchhoffa.
