Βασική διαφορά – Νόμος του Ohm εναντίον του νόμου του Kirchhoff
Όταν πρόκειται για την κατανόηση του ηλεκτρισμού, είναι εξαιρετικά σημαντικό να κατανοήσουμε τη σχέση μεταξύ των πρωτόγονων παραμέτρων, της τάσης και του ρεύματος. Η βασική αρχή που περιγράφει αυτή τη σχέση είναι ο νόμος του Ohm. Ο νόμος του Kirchhoff, από την άλλη πλευρά, είναι μια θεωρία που περιγράφει τις ιδιότητες αυτών των παραμέτρων ξεχωριστά. Έτσι, η βασική διαφορά μεταξύ του νόμου του Ohm και του νόμου του Kirchhoff είναι ότι ο νόμος του Ohm περιγράφει τη σχέση μεταξύ τάσης και ρεύματος σε ένα στοιχείο αντίστασης ενώ ο νόμος του Kirchhoff περιγράφει τη συμπεριφορά του ρεύματος και της τάσης σε έναν κλάδο κυκλώματος.
Τι είναι ο νόμος του Ohm;
Ο νόμος του Ohm δηλώνει ότι το ρεύμα που διαρρέει έναν αγωγό είναι ανάλογο με την τάση που διασχίζει αυτόν και αντίστροφα. Αυτή η αρχή ιδρύθηκε από τον Γερμανό φυσικό Georg Ohm και δίνεται από,
V=IR
Εικόνα 01: Νόμος του Ohm
Ο νόμος του Ohm μπορεί να συγκριθεί με τη ροή του νερού σε έναν σωλήνα. Η διαφορά δυναμικού μεταξύ των δύο άκρων οδηγεί το νερό μέσω του σωλήνα όπως το ρεύμα που οδηγείται από τη διαφορά τάσης στο ωμικό στοιχείο. Επιπλέον, η μειωμένη αντίσταση που αυξάνει το ρεύμα ισοδυναμεί με μειωμένη διατομή του σωλήνα που μειώνει τη ροή του νερού.
Σχετικά με έναν μεμονωμένο εξοπλισμό ή ένα κύκλωμα στοιχείων στο σύνολό του, ο νόμος του Ohm χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της συνολικής αντίστασης σε όλο το στοιχείο ή το κύκλωμα, με το μετρούμενο ρεύμα και την τάση. Με την υπολογισμένη αντίσταση, η κατανάλωση ισχύος του κυκλώματος θα μπορούσε να προσδιοριστεί ή να προβλεφθεί εάν η τιμή της αντίστασης αλλάξει με οποιοδήποτε μέσο, όπως η θερμοκρασία.
Η μιγαδική μορφή του νόμου του Ohm είναι εφαρμόσιμη σε κυκλώματα AC όπου το V και το I είναι μιγαδικές μεταβλητές. Σε αυτή την περίπτωση, το R αναφέρεται στην σύνθετη αντίσταση του κυκλώματος (Z). Η σύνθετη αντίσταση είναι επίσης ένας μιγαδικός αριθμός στον οποίο μόνο το πραγματικό μέρος συμβάλλει στην ενεργό διασπορά ισχύος.
Τι είναι ο νόμος του Kirchhoff;
Ο νόμος του Kirchhoff προτάθηκε από τον Γερμανό φυσικό Gustav Kirchhoff. Ο νόμος του Kirchhoff έχει δύο μορφές: τον νόμο του Kirchhoff's Current (KCL) και τον Kirchhoff's Voltage Law (KVL). Τα KCL και KVL περιγράφουν τις συντηρήσεις της ροής και της τάσης ρεύματος, αντίστοιχα.
Ο τρέχων νόμος του Kirchhoff (KCL)
Το KCL δηλώνει ότι το συνολικό ρεύμα που εισέρχεται σε έναν κόμβο (σημείο σύνδεσης πολλών κυκλωμάτων διακλάδωσης) και το συνολικό ρεύμα που ρέει έξω από τον κόμβο είναι ίσα.
Εικόνα 02: Ο τρέχων νόμος του Kirchhoff
Νόμος τάσης του Kirchhoff (KVL)
Το KLV, από την άλλη πλευρά, δηλώνει ότι το άθροισμα των τάσεων σε έναν κλειστό βρόχο είναι μηδέν.
Αυτό εκφράζεται με άλλη μορφή καθώς το άθροισμα των τάσεων μεταξύ δύο κόμβων ενός κυκλώματος είναι ίσο με κάθε κύκλωμα διακλάδωσης μεταξύ αυτών των δύο κόμβων. Μπορεί να απεικονιστεί όπως στο παρακάτω σχήμα.
Εικόνα 03: Νόμος τάσης του Kirchhoff
Εδώ,
v1 + v2 + v3 – v 4=0
Τα KVL και KVC είναι εξαιρετικά χρήσιμα στην ανάλυση κυκλώματος. Ωστόσο, ο νόμος του Ohm πρέπει να χρησιμοποιείται μαζί με αυτούς στην επίλυση παραμέτρων κυκλώματος. Για παράδειγμα μιας τέτοιας ανάλυσης κυκλώματος, δίνεται το σχήμα ροής.
Λαμβάνοντας υπόψη τους κόμβους Α και Β, το KCL μπορεί να εφαρμοστεί ως εξής.
Για τον κόμβο Α; I1 + I2=I3
Για τον κόμβο Β; I1 + I2=I3
Στη συνέχεια, το KVL εφαρμόζεται στον κλειστό βρόχο (1)
V1 + I1 R1 + I3 R3=0
Στη συνέχεια εφαρμόζεται KVL στον κλειστό βρόχο (2)
V2 + I2 R2+ I3 R3=0
Στη συνέχεια, το KVL εφαρμόζεται στον κλειστό βρόχο (3)
V1 + I1 R1 – I2 R2 – V2=0
Λύνοντας τις παραπάνω εξισώσεις μπορεί να βρεθεί οποιαδήποτε άγνωστη παράμετρος του κυκλώματος. Σημειώστε ότι, ο νόμος του Ohm χρησιμοποιείται κατά τον προσδιορισμό των τάσεων μεταξύ των αντιστάσεων.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του νόμου του Ohm και του νόμου του Kirchhoff;
Νόμος του Ohm εναντίον του νόμου του Kirchhoff |
|
| Ο νόμος του Ohm περιγράφει τη σχέση μεταξύ τάσης και ρεύματος σε ένα στοιχείο αντίστασης. | Ο νόμος του Kirchhoff περιγράφει τη συμπεριφορά του ρεύματος και της τάσης αντίστοιχα σε έναν κλάδο κυκλώματος. |
| Νόμος | |
| Ο νόμος του Ohm δηλώνει ότι η τάση σε έναν αγωγό είναι ανάλογη με το ρεύμα που διαρρέει αυτόν. | Το KCL δηλώνει ότι το άθροισμα του ρεύματος που ρέει σε έναν κόμβο είναι ίσο με μηδέν ενώ το KVL δηλώνει ότι το άθροισμα των τάσεων σε έναν κλειστό βρόχο είναι μηδέν. |
| Εφαρμογές | |
| Ο νόμος του Ohm ισχύει για ένα μεμονωμένο στοιχείο αντίστασης ή σύνολο κυκλωμάτων αντίστασης ως σύνολο. | KCL και KVL ισχύουν για μια σειρά από ωμικά στοιχεία σε ένα κύκλωμα. |
Σύνοψη – Νόμος του Ohm εναντίον του νόμου του Kirchhoff
Οι Νόμοι του Ohm και του Kirchhoff είναι δύο θεμελιώδεις θεωρίες στην ανάλυση ηλεκτρικών κυκλωμάτων. Περιγράφουν τις ιδιότητες και τη σχέση τάσης και ρεύματος σε ένα μόνο αγώγιμο στοιχείο και έναν κλάδο ηλεκτρικού κυκλώματος αντίστοιχα. Ενώ ο νόμος του Ohm είναι εφαρμόσιμος σε ένα στοιχείο αντίστασης, οι νόμοι του Kirchhoff εφαρμόζονται σε μια σειρά στοιχείων. Αυτή είναι η πιο σημαντική διαφορά μεταξύ του νόμου του Ohm και του νόμου του Kirchhoff. Τα KCL και KVL χρησιμοποιούνται συνήθως στην ανάλυση κυκλώματος μαζί με τον νόμο του Ohm.
Λήψη έκδοσης PDF του νόμου του Ohm εναντίον του νόμου του Kirchhoff
Μπορείτε να κατεβάσετε την έκδοση PDF αυτού του άρθρου και να τη χρησιμοποιήσετε για σκοπούς εκτός σύνδεσης σύμφωνα με τις σημειώσεις παραπομπών. Κάντε λήψη της έκδοσης PDF εδώ Διαφορά μεταξύ του νόμου Ωμ και του νόμου Kirchhoffs.
