Ключова разлика – закон на Ом срещу закон на Кирхоф
Когато става въпрос за разбиране на електричеството, изключително важно е да се разбере връзката между примитивните параметри, напрежение и ток. Основният принцип, който описва тази връзка, е законът на Ом. Законът на Кирхоф, от друга страна, е теория, която описва свойствата на тези параметри поотделно. По този начин ключовата разлика между закона на Ом и закона на Кирхоф е, че законът на Ом описва връзката между напрежението и тока през резистивен елемент, докато законът на Кирхоф описва поведението на тока и напрежението в клон на веригата.
Какво е законът на Ом?
Законът на Ом гласи, че токът, протичащ през проводник, е пропорционален на напрежението в него и обратно. Този принцип е основан от немския физик Георг Ом и е даден от
V=IR
Фигура 01: Закон на Ом
Законът на Ом може да се сравни с потока вода в тръба. Потенциалната разлика между двата края задвижва водата през тръбата като тока, който се задвижва от разликата в напрежението в резистивния елемент. Освен това намаленото съпротивление, което увеличава тока, е еквивалентно на намалено напречно сечение на тръбата, което намалява водния поток.
По отношение на отделно оборудване или верига от елементи като цяло, законът на Ом се използва за изчисляване на общото съпротивление на елемента или веригата с измерените ток и напрежение. С изчисленото съпротивление, консумацията на енергия на веригата може да бъде определена или предвидена, ако стойността на съпротивлението се промени от някаква средна стойност, като например температура.
Сложната форма на закона на Ом е приложима за AC вериги, където V и I са комплексни променливи. В този случай R се отнася до импеданса на веригата (Z). Импедансът също е комплексно число, в което само реалната част допринася за разсейването на активната мощност.
Какво е законът на Кирхоф?
Законът на Кирхоф е предложен от немския физик Густав Кирхоф. Законът на Кирхоф има две форми: текущият закон на Кирхоф (KCL) и законът за напрежението на Кирхоф (KVL). KCL и KVL описват консервациите съответно на текущия поток и напрежението.
Настоящият закон на Кирхоф (KCL)
KCL заявява, че общият ток, който влиза във възел (точка на свързване на няколко разклонени вериги) и общият ток, който изтича от възела, са равни.
Фигура 02: Актуален закон на Кирхоф
Закон за напрежението на Кирхоф (KVL)
KLV, от друга страна, заявява, че сумата от напрежения в затворен контур е нула.
Това се изразява в друга форма, тъй като сумата от напрежения между два възела на една верига е равна на всеки разклонен кръг между тези два възела. Може да се изобрази като на следната фигура.
Фигура 03: Закон за напрежението на Кирхоф
Тук,
v1 + v2 + v3 – v 4=0
KVL и KVC са изключително полезни при анализ на вериги. Законът на Ом обаче трябва да се използва заедно с тях при решаване на параметрите на веригата. Например за такъв анализ на веригата е дадена текущата фигура.
Вземайки предвид възлите A и B, KCL може да се приложи както следва.
За възел A; I1 + I2=I3
За възел B; I1 + I2=I3
След това KVL се прилага към затворения цикъл (1)
V1 + I1 R1 + I3 R3=0
След това KVL се прилага към затворения цикъл (2)
V2 + I2 R2+ I3 R3=0
След това KVL се прилага към затворения цикъл (3)
V1 + I1 R1 – I2 R2 – V2=0
Чрез решаване на горните уравнения може да се намери всеки неизвестен параметър на веригата. Имайте предвид, че законът на Ом се използва при определяне на напрежението на резисторите.
Каква е разликата между закона на Ом и закона на Кирхоф?
Закон на Ом срещу Закон на Кирхоф |
|
| Законът на Ом описва връзката между напрежение и ток през резистивен елемент. | Законът на Кирхоф описва съответно поведението на тока и напрежението във верига. |
| Закон | |
| Законът на Ом гласи, че напрежението върху проводник е пропорционално на тока, протичащ през него. | KCL заявява, че сумата от токове, протичащи към възел, е равна на нула, докато KVL заявява, че сумата от напрежения в затворен контур е нула. |
| Приложения | |
| Законът на Ом е приложим към отделен резистивен елемент или набор от резистивни вериги като цяло. | KCL и KVL са приложими към серия от резистивни елементи във верига. |
Обобщение – Законът на Ом срещу Законът на Кирхоф
Законите на Ом и Кирхоф са две фундаментални теории в анализа на електрически вериги. Те описват свойствата и връзката на напрежението и тока съответно в отделен проводящ елемент и клон на електрическа верига. Докато законът на Ом е приложим към резистивен елемент, законите на Кирхоф се прилагат към серия от елементи. Това е най-важната разлика между закона на Ом и закона на Кирхоф. KCL и KVL обикновено се използват в анализа на веригата заедно със закона на Ом.
Изтеглете PDF версия на закона на Ом срещу закона на Кирхоф
Можете да изтеглите PDF версия на тази статия и да я използвате за офлайн цели според бележките за цитиране. Моля, изтеглете PDF версия тук. Разлика между закона на Ом и закона на Кирхоф.
