Ключевая разница - закон Ома против закона Кирхгофа
Когда дело доходит до понимания электричества, очень важно понять взаимосвязь между примитивными параметрами, напряжением и током. Основным принципом, описывающим эту взаимосвязь, является закон Ома. С другой стороны, закон Кирхгофа - это теория, описывающая свойства этих параметров по отдельности. Таким образом, ключевое различие между законом Ома и законом Кирхгофа заключается в том, что закон Ома описывает взаимосвязь между напряжением и током на резистивном элементе, а закон Кирхгофа описывает поведение тока и напряжения в ветви цепи.
Что такое закон Ома?
Закон Ома гласит, что ток, протекающий через проводник, пропорционален напряжению на нем, и наоборот. Этот принцип был основан немецким физиком Георгом Омом и дан,
V=IR
Рисунок 01: Закон Ома
Закон Ома можно сравнить с течением воды в трубе. Разность потенциалов между двумя концами гонит воду по трубе подобно току, который определяется разностью потенциалов на резистивном элементе. Кроме того, уменьшенное сопротивление, которое увеличивает ток, эквивалентно уменьшенной площади поперечного сечения трубы, что уменьшает расход воды.
Что касается отдельного оборудования или цепи элементов в целом, закон Ома используется для расчета общего сопротивления элемента или цепи с измеренным током и напряжением. С помощью рассчитанного сопротивления можно определить или спрогнозировать потребляемую мощность цепи, если значение сопротивления изменяется каким-либо образом, например, в зависимости от температуры.
Комплексная форма закона Ома применима к цепям переменного тока, где V и I являются комплексными переменными. В этом случае R относится к импедансу цепи (Z). Импеданс также является комплексным числом, в котором только действительная часть способствует рассеянию активной мощности.
Что такое закон Кирхгофа?
Закон Кирхгофа был предложен немецким физиком Густавом Кирхгофом. Закон Кирхгофа имеет две формы: закон тока Кирхгофа (KCL) и закон напряжения Кирхгофа (KVL). KCL и KVL описывают сохранение тока и напряжения соответственно.
Действующий закон Кирхгофа (KCL)
KCL утверждает, что суммарный ток, входящий в узел (точку соединения нескольких ответвлений) и суммарный ток, вытекающий из узла, равны.
Рисунок 02: Текущий закон Кирхгофа
Закон Кирхгофа о напряжении (KVL)
KLV, с другой стороны, утверждает, что сумма напряжений в замкнутом контуре равна нулю.
Это выражается в другой форме, поскольку сумма напряжений между двумя узлами цепи равна каждой ответвленной цепи между этими двумя узлами. Это можно изобразить так, как показано на следующем рисунке.
Рисунок 03: Закон напряжения Кирхгофа
Вот,
v1 + v2 + v3 – v 4=0
KVL и KVC чрезвычайно полезны при анализе цепей. Однако при решении параметров цепи вместе с ними необходимо использовать закон Ома. Для примера такого анализа схемы приведена схема потока.
Рассматривая узлы A и B, KCL можно применить следующим образом.
Для узла A; I1 + I2=I3
Для узла B; I1 + I2=I3
Затем применяется КВЛ к замкнутому контуру (1)
V1 + I1 R1 + I3 R3=0
Затем применяется КВЛ к замкнутому контуру (2)
V2 + I2 R2+ I3 R3=0
Затем применяется КВЛ к замкнутому контуру (3)
V1 + I1 R1 – I2 R2 – V2=0
Решая приведенные выше уравнения, можно найти любой неизвестный параметр цепи. Обратите внимание, что при определении напряжения на резисторах используется закон Ома.
В чем разница между законом Ома и законом Кирхгофа?
Закон Ома против закона Кирхгофа |
|
| Закон Ома описывает соотношение между напряжением и током на резистивном элементе. | Закон Кирхгофа описывает поведение тока и напряжения соответственно в ответвлении цепи. |
| Закон | |
| Закон Ома гласит, что напряжение на проводнике пропорционально току, протекающему через него. | KCL утверждает, что сумма токов, протекающих к узлу, равна нулю, а KVL утверждает, что сумма напряжений в замкнутом контуре равна нулю. |
| Приложения | |
| Закон Ома применим к отдельному резистивному элементу или набору резистивных цепей в целом. | KCL и KVL применимы к ряду резистивных элементов в цепи. |
Резюме – Закон Ома против закона Кирхгофа
Законы Ома и Кирхгофа - две фундаментальные теории анализа электрических цепей. Они описывают свойства и взаимосвязь напряжения и тока в отдельном проводящем элементе и ветви электрической цепи соответственно. В то время как закон Ома применим к резистивному элементу, законы Кирхгофа применяются к ряду элементов. Это самое важное различие между законом Ома и законом Кирхгофа. KCL и KVL обычно используются при анализе цепей вместе с законом Ома.
Загрузить PDF-версию закона Ома и закона Кирхгофа
Вы можете загрузить PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономном режиме в соответствии с примечаниями к цитированию. Пожалуйста, загрузите PDF-версию здесь. Разница между законом Ома и законом Кирхгофа.
