Diferència clau: llei d'Ohm i llei de Kirchhoff
Quan es tracta d'entendre l'electricitat, és molt important entendre la relació entre els paràmetres primitius, la tensió i el corrent. El principi bàsic que descriu aquesta relació és la llei d'Ohm. La llei de Kirchhoff, en canvi, és una teoria que descriu les propietats d'aquests paràmetres individualment. Així, la diferència clau entre la llei d'Ohm i la llei de Kirchhoff és que la llei d'Ohm descriu la relació entre la tensió i el corrent a través d'un element resistiu, mentre que la llei de Kirchhoff descriu el comportament del corrent i la tensió en una branca de circuit.
Què és la llei d'Ohm?
La llei d'Ohm estableix que el corrent que circula per un conductor és proporcional a la tensió que hi travessa i viceversa. Aquest principi va ser fundat pel físic alemany Georg Ohm i ve donat per,
V=IR
Figura 01: Llei d'Ohm
La llei d'Ohm es pot comparar amb el flux d'aigua en una canonada. La diferència de potencial entre els dos extrems condueix l'aigua a través de la canonada com el corrent que és impulsat per la diferència de tensió a través de l'element resistiu. A més, la resistència reduïda que augmenta el corrent és equivalent a una àrea de secció transversal reduïda de la canonada que redueix el cabal d'aigua.
Pel que fa a un únic equip o un circuit d'elements en el seu conjunt, la Llei d'Ohm s'utilitza per calcular la resistència total a través de l'element o del circuit, amb el corrent mesurat i la tensió. Amb la resistència calculada, el consum d'energia del circuit es podria determinar o predir si el valor de la resistència es modifica per qualsevol mitjà, com ara la temperatura.
La forma complexa de la llei d'Ohm és aplicable als circuits de CA on V i I són variables complexes. En aquest cas, R es refereix a la impedància del circuit (Z). La impedància també és un nombre complex en què només la part real contribueix a la dissipació de potència activa.
Què és la llei de Kirchhoff?
La llei de Kirchhoff va ser proposada pel físic alemany Gustav Kirchhoff. La llei de Kirchhoff té dues formes: la llei actual de Kirchhoff (KCL) i la llei de voltatge de Kirchhoff (KVL). KCL i KVL descriuen les conservacions del flux de corrent i la tensió, respectivament.
Llei actual de Kirchhoff (KCL)
KCL indica que el corrent total que entra en un node (un punt de connexió de diversos circuits de branca) i el corrent total que surt del node són iguals.
Figura 02: Llei actual de Kirchhoff
Llei de voltatge de Kirchhoff (KVL)
KLV, en canvi, afirma que la suma de tensions a través d'un bucle tancat és zero.
Això s'expressa d'una altra forma ja que la suma de tensions entre dos nodes d'un circuit és igual a cada circuit de branca entre aquests dos nodes. Es pot representar com a la figura següent.
Figura 03: Llei de voltatge de Kirchhoff
Aquí,
v1 + v2 + v3 – v 4=0
KVL i KVC són extremadament útils en l'anàlisi de circuits. Tanmateix, la llei d'Ohm s'ha d'utilitzar juntament amb ells per resoldre paràmetres de circuits. Per exemple d'aquesta anàlisi de circuits, es dóna la figura que flueix.
Tenint en compte els nodes A i B, KCL es pot aplicar de la següent manera.
Per al node A; I1 + I2=I3
Per al node B; I1 + I2=I3
Després s'aplica KVL al bucle tancat (1)
V1 + I1 R1 + I3 R3=0
Després s'aplica KVL al bucle tancat (2)
V2 + I2 R2+ I3 R3=0
Després s'aplica KVL al bucle tancat (3)
V1 + I1 R1 – I2 R2 – V2=0
En resoldre les equacions anteriors es pot trobar qualsevol paràmetre desconegut del circuit. Tingueu en compte que la llei d'Ohm s'utilitza per determinar els voltatges a través de les resistències.
Quina diferència hi ha entre la llei d'Ohm i la llei de Kirchhoff?
Llei d'Ohm vs Llei de Kirchhoff |
|
| La llei d'Ohm descriu la relació entre la tensió i el corrent a través d'un element resistiu. | La llei de Kirchhoff descriu el comportament del corrent i la tensió respectivament en una branca de circuit. |
| Llei | |
| La llei d'Ohm estableix que la tensió a través d'un conductor és proporcional al corrent que hi passa. | KCL indica que la suma dels fluxos de corrent cap a un node és igual a zero mentre que KVL afirma que la suma de les tensions en un bucle tancat és zero. |
| Aplicacions | |
| La llei d'Ohm és aplicable a un sol element resistiu o conjunt de circuits resistius en conjunt. | KCL i KVL són aplicables a una sèrie d'elements resistius en un circuit. |
Resum: Llei d'Ohm vs Llei de Kirchhoff
Les lleis d'Ohm i Kirchhoff són dues teories fonamentals en l'anàlisi de circuits elèctrics. Descriuen les propietats i la relació de tensió i corrent en un sol element conductor i en una branca de circuit elèctric, respectivament. Mentre que la llei d'Ohm és aplicable a un element resistiu, les lleis de Kirchhoff s'apliquen a una sèrie d'elements. Aquesta és la diferència més important entre la llei d'Ohm i la llei de Kirchhoff. KCL i KVL s'utilitzen normalment en l'anàlisi de circuits juntament amb la llei d'Ohm.
Baixa la versió PDF de la llei d'Ohm i la llei de Kirchhoff
Podeu baixar la versió PDF d'aquest article i utilitzar-la per a finalitats fora de línia segons les notes de citació. Baixeu la versió PDF aquí Diferència entre la llei d'Ohms i la llei de Kirchhoff.
