Kľúčový rozdiel – Ohmov zákon verzus Kirchhoffov zákon
Pokiaľ ide o pochopenie elektriny, je veľmi dôležité pochopiť vzťah medzi primitívnymi parametrami, napätím a prúdom. Základným princípom, ktorý popisuje tento vzťah, je Ohmov zákon. Na druhej strane Kirchhoffov zákon je teória, ktorá popisuje vlastnosti týchto parametrov jednotlivo. Kľúčový rozdiel medzi Ohmovým zákonom a Kirchhoffovým zákonom je teda v tom, že Ohmov zákon popisuje vzťah medzi napätím a prúdom na odporovom prvku, zatiaľ čo Kirchhoffov zákon popisuje správanie prúdu a napätia vo vetve obvodu.
Čo je Ohmov zákon?
Ohmov zákon hovorí, že prúd pretekajúci vodičom je úmerný napätiu cez vodič a naopak. Tento princíp založil nemecký fyzik Georg Ohm a je daný,
V=IR
Obrázok 01: Ohmov zákon
Ohmov zákon možno prirovnať k prúdeniu vody v potrubí. Potenciálny rozdiel medzi týmito dvoma koncami poháňa vodu cez potrubie ako prúd, ktorý je poháňaný rozdielom napätia na odporovom prvku. Navyše, znížený odpor, ktorý zvyšuje prúd, je ekvivalentný zmenšenému prierezu potrubia, čo znižuje prietok vody.
V súvislosti s jedným zariadením alebo obvodom prvkov ako celku sa na výpočet celkového odporu naprieč prvkom alebo obvodom používa Ohmov zákon s nameraným prúdom a napätím. S vypočítaným odporom je možné určiť alebo predpovedať spotrebu energie obvodu, ak sa hodnota odporu zmení akýmkoľvek spôsobom, napríklad teplotou.
Komplexná forma Ohmovho zákona je použiteľná pre striedavé obvody, kde V a I sú komplexné premenné. V tomto prípade sa R vzťahuje na impedanciu obvodu (Z). Impedancia je tiež komplexné číslo, v ktorom iba skutočná časť prispieva k rozptylu aktívneho výkonu.
Čo je Kirchhoffov zákon?
Kirchhoffov zákon navrhol nemecký fyzik Gustav Kirchhoff. Kirchhoffov zákon má dve formy: Kirchhoffov aktuálny zákon (KCL) a Kirchhoffov zákon o napätí (KVL). KCL a KVL popisujú zachovanie toku prúdu a napätia.
Kirchhoffov súčasný zákon (KCL)
KCL uvádza, že celkový prúd, ktorý vstupuje do uzla (spojovací bod niekoľkých odbočných okruhov) a celkový prúd, ktorý tečie z uzla, sú rovnaké.
Obrázok 02: Kirchhoffov súčasný zákon
Kirchhoffov zákon o napätí (KVL)
KLV na druhej strane uvádza, že súčet napätí v uzavretej slučke je nula.
Toto je vyjadrené v inej forme, pretože súčet napätí medzi dvoma uzlami obvodu sa rovná každej vetve obvodu medzi týmito dvoma uzlami. Môže byť znázornený ako na nasledujúcom obrázku.
Obrázok 03: Kirchhoffov zákon o napätí
Tu,
v1 + v2 + v3 – v 4=0
KVL a KVC sú mimoriadne užitočné pri analýze obvodov. Pri riešení parametrov obvodu je však potrebné použiť spolu s nimi aj Ohmov zákon. Ako príklad takejto analýzy obvodu je uvedený priebeh.
Vzhľadom na uzly A a B možno KCL použiť nasledovne.
Pre uzol A; I1 + I2=I3
Pre uzol B; I1 + I2=I3
Potom sa KVL aplikuje na uzavretú slučku (1)
V1 + I1 R1 + I3 R3=0
Potom sa KVL aplikuje na uzavretú slučku (2)
V2 + I2 R2+ I3 R3=0
Potom sa KVL aplikuje na uzavretú slučku (3)
V1 + I1 R1 – I2 R2 – V2=0
Vyriešením vyššie uvedených rovníc možno nájsť akýkoľvek neznámy parameter obvodu. Upozorňujeme, že pri určovaní napätí na rezistoroch sa používa Ohmov zákon.
Aký je rozdiel medzi Ohmovým zákonom a Kirchhoffovým zákonom?
Ohmov zákon verzus Kirchhoffov zákon |
|
| Ohmov zákon popisuje vzťah medzi napätím a prúdom cez odporový prvok. | Kirchhoffov zákon popisuje správanie prúdu a napätia vo vetve obvodu. |
| Zákon | |
| Ohmov zákon hovorí, že napätie na vodiči je úmerné prúdu, ktorý ním prechádza. | KCL uvádza, že súčet prúdov tečúcich do uzla sa rovná nule, zatiaľ čo KVL uvádza, že súčet napätí v uzavretej slučke je nula. |
| Aplikácie | |
| Ohmov zákon sa vzťahuje na jeden odporový prvok alebo súbor odporových obvodov ako celok. | KCL a KVL sú použiteľné pre sériu odporových prvkov v obvode. |
Zhrnutie – Ohmov zákon verzus Kirchhoffov zákon
Ohmov a Kirchhoffov zákon sú dve základné teórie v analýze elektrických obvodov. Popisujú vlastnosti a vzťah napätia a prúdu v jedinom vodivom prvku a vetve elektrického obvodu. Zatiaľ čo Ohmov zákon sa vzťahuje na odporový prvok, Kirchhoffove zákony sa vzťahujú na sériu prvkov. Toto je najdôležitejší rozdiel medzi Ohmovým zákonom a Kirchhoffovým zákonom. KCL a KVL sa zvyčajne používajú pri analýze obvodov spolu s Ohmovým zákonom.
Stiahnuť PDF verziu Ohmovho zákona vs Kirchhoffov zákon
Môžete si stiahnuť PDF verziu tohto článku a použiť ju na offline účely podľa citácií. Stiahnite si PDF verziu tu Rozdiel medzi Ohmovým zákonom a Kirchhoffovým zákonom.
