Klíčový rozdíl – Ohmův zákon vs Kirchhoffův zákon
Pokud jde o pochopení elektřiny, je velmi důležité porozumět vztahu mezi primitivními parametry, napětím a proudem. Základní princip, který popisuje tento vztah, je Ohmův zákon. Na druhé straně Kirchhoffův zákon je teorie, která popisuje vlastnosti těchto parametrů jednotlivě. Klíčový rozdíl mezi Ohmovým zákonem a Kirchhoffovým zákonem je tedy ten, že Ohmův zákon popisuje vztah mezi napětím a proudem přes odporový prvek, zatímco Kirchhoffův zákon popisuje chování proudu a napětí ve větvi obvodu.
Co je Ohmův zákon?
Ohmův zákon říká, že proud protékající vodičem je úměrný napětí na něm a naopak. Tento princip založil německý fyzik Georg Ohm a je dán,
V=IR
Obrázek 01: Ohmův zákon
Ohmův zákon lze přirovnat k proudění vody v potrubí. Potenciální rozdíl mezi dvěma konci pohání vodu potrubím jako proud, který je poháněn rozdílem napětí na odporovém prvku. Navíc snížený odpor, který zvyšuje proud, je ekvivalentní zmenšenému průřezu potrubí, což snižuje průtok vody.
S ohledem na jedno zařízení nebo obvod prvků jako celek se Ohmův zákon používá k výpočtu celkového odporu napříč prvkem nebo obvodem s naměřeným proudem a napětím. S vypočítaným odporem lze určit nebo předpovědět spotřebu energie obvodu, pokud se hodnota odporu změní jakýmkoli způsobem, například teplotou.
Komplexní forma Ohmova zákona je použitelná pro střídavé obvody, kde V a I jsou komplexní proměnné. V tomto případě se R vztahuje k impedanci obvodu (Z). Impedance je také komplexní číslo, ve kterém pouze skutečná část přispívá k rozptylu činného výkonu.
Co je Kirchhoffův zákon?
Kirchhoffův zákon navrhl německý fyzik Gustav Kirchhoff. Kirchhoffův zákon má dvě podoby: Kirchhoffův současný zákon (KCL) a Kirchhoffův zákon o napětí (KVL). KCL a KVL popisují zachování toku proudu a napětí.
Kirchhoffův současný zákon (KCL)
KCL uvádí, že celkový proud, který vstupuje do uzlu (spojovací bod několika větví obvodů) a celkový proud, který teče z uzlu, jsou stejné.
Obrázek 02: Kirchhoffův současný zákon
Kirchhoffův zákon o napětí (KVL)
KLV na druhé straně uvádí, že součet napětí v uzavřené smyčce je nulový.
Toto je vyjádřeno v jiné formě jako součet napětí mezi dvěma uzly obvodu se rovná každé větvi obvodu mezi těmito dvěma uzly. Může být znázorněno jako na následujícím obrázku.
Obrázek 03: Kirchhoffův zákon o napětí
Tady,
v1 + v2 + v3 – v 4=0
KVL a KVC jsou mimořádně užitečné při analýze obvodů. Při řešení parametrů obvodu je však třeba společně s nimi použít Ohmův zákon. Například pro takovou analýzu obvodu je uvedena tekoucí hodnota.
S ohledem na uzly A a B lze KCL použít následovně.
Pro uzel A; I1 + I2=I3
Pro uzel B; I1 + I2=I3
Poté se KVL použije na uzavřenou smyčku (1)
V1 + I1 R1 + I3 R3=0
Pak se KVL aplikuje na uzavřenou smyčku (2)
V2 + I2 R2+ I3 R3=0
Poté se KVL použije na uzavřenou smyčku (3)
V1 + I1 R1 – I2 R2 – V2=0
Řešením výše uvedených rovnic lze nalézt jakýkoli neznámý parametr obvodu. Všimněte si, že při určování napětí na rezistorech se používá Ohmův zákon.
Jaký je rozdíl mezi Ohmovým zákonem a Kirchhoffovým zákonem?
Ohmův zákon vs Kirchhoffův zákon |
|
| Ohmův zákon popisuje vztah mezi napětím a proudem na odporovém prvku. | Kirchhoffův zákon popisuje chování proudu a napětí ve větvi obvodu. |
| Právo | |
| Ohmův zákon říká, že napětí na vodiči je úměrné proudu, který jím protéká. | KCL uvádí, že součet proudů tekoucích do uzlu je roven nule, zatímco KVL uvádí, že součet napětí v uzavřené smyčce je nulový. |
| Aplikace | |
| Ohmův zákon platí pro jeden odporový prvek nebo sadu odporových obvodů jako celek. | KCL a KVL jsou použitelné pro řadu odporových prvků v obvodu. |
Shrnutí – Ohmův zákon vs Kirchhoffův zákon
Ohmův a Kirchhoffův zákon jsou dvě základní teorie v analýze elektrických obvodů. Popisují vlastnosti a vztah napětí a proudu v jednom vodivém prvku a větvi elektrického obvodu. Zatímco Ohmův zákon platí pro odporový prvek, Kirchhoffovy zákony platí pro řadu prvků. Toto je nejdůležitější rozdíl mezi Ohmovým zákonem a Kirchhoffovým zákonem. KCL a KVL se obvykle používají v analýze obvodů společně s Ohmovým zákonem.
Stáhnout PDF verzi Ohmova zákona vs Kirchhoffův zákon
Můžete si stáhnout PDF verzi tohoto článku a použít ji pro offline účely podle citací. Stáhněte si PDF verzi zde Rozdíl mezi Ohmovým zákonem a Kirchhoffovým zákonem.
