Hauptunterschied – Ohmsches Gesetz vs. Kirchhoffsches Gesetz
Wenn es darum geht, die Elektrizität zu verstehen, ist es äußerst wichtig, die Beziehung zwischen den primitiven Parametern Spannung und Strom zu verstehen. Das Grundprinzip, das diese Beziehung beschreibt, ist das Ohmsche Gesetz. Das Kirchhoffsche Gesetz hingegen ist eine Theorie, die Eigenschaften dieser Parameter individuell beschreibt. Der Hauptunterschied zwischen dem Ohmschen Gesetz und dem Kirchhoffschen Gesetz besteht also darin, dass das Ohmsche Gesetz die Beziehung zwischen Spannung und Strom über ein Widerstandselement beschreibt, während das Kirchhoffsche Gesetz das Verh alten von Strom und Spannung in einem Sch altungszweig beschreibt.
Was ist das Ohmsche Gesetz?
Das Ohmsche Gesetz besagt, dass der Strom, der durch einen Leiter fließt, proportional zur Spannung an ihm ist und umgekehrt. Dieses Prinzip wurde vom deutschen Physiker Georg Ohm begründet und ist gegeben durch
V=IR
Abbildung 01: Ohmsches Gesetz
Das Ohmsche Gesetz kann mit dem Wasserfluss in einem Rohr verglichen werden. Die Potentialdifferenz zwischen den beiden Enden treibt das Wasser durch das Rohr wie der Strom, der durch die Spannungsdifferenz über dem Widerstandselement getrieben wird. Darüber hinaus ist der verringerte Widerstand, der den Strom erhöht, gleichbedeutend mit einer verringerten Querschnittsfläche des Rohrs, wodurch der Wasserdurchfluss verringert wird.
In Bezug auf ein einzelnes Gerät oder einen Stromkreis von Elementen als Ganzes wird das Ohmsche Gesetz verwendet, um den Gesamtwiderstand über das Element oder den Stromkreis mit dem gemessenen Strom und der Spannung zu berechnen. Mit dem berechneten Widerstand könnte der Stromverbrauch der Sch altung bestimmt oder vorhergesagt werden, wenn der Widerstandswert durch irgendwelche Mittel wie Temperatur verändert wird.
Die komplexe Form des Ohmschen Gesetzes gilt für Wechselstromkreise, in denen V und I komplexe Variablen sind. In diesem Fall bezieht sich R auf die Impedanz der Sch altung (Z). Auch die Impedanz ist eine komplexe Zahl, bei der nur der Re alteil zur aktiven Verlustleistung beiträgt.
Was ist das Kirchhoffsche Gesetz?
Das Kirchhoffsche Gesetz wurde vom deutschen Physiker Gustav Kirchhoff vorgeschlagen. Das Kirchhoffsche Gesetz hat zwei Formen: das Kirchhoffsche Stromgesetz (KCL) und das Kirchhoffsche Spannungsgesetz (KVL). KCL und KVL beschreiben die Erh altungen des Stromflusses bzw. der Spannung.
Kirchhoff’s Current Law (KCL)
KCL gibt an, dass der Gesamtstrom, der in einen Knoten (ein Verbindungspunkt mehrerer Zweigkreise) eintritt, und der Gesamtstrom, der aus dem Knoten herausfließt, gleich sind.
Abbildung 02: Kirchhoffs aktuelles Gesetz
Kirchhoffsches Spannungsgesetz (KVL)
KLV hingegen sagt aus, dass die Summe der Spannungen über eine geschlossene Schleife Null ist.
Dies wird in einer anderen Form ausgedrückt, da die Summe der Spannungen zwischen zwei Knoten einer Sch altung gleich jeder Zweigsch altung zwischen diesen beiden Knoten ist. Es kann wie in der folgenden Abbildung dargestellt werden.
Abbildung 03: Kirchhoff’sches Spannungsgesetz
Hier,
v1 + v2 + v3 – v 4=0
KVL und KVC sind äußerst nützlich bei der Sch altungsanalyse. Das Ohmsche Gesetz muss jedoch zusammen mit ihnen zur Lösung von Sch altungsparametern verwendet werden. Als Beispiel für eine solche Sch altungsanalyse ist die Fließfigur angegeben.
Unter Berücksichtigung der Knoten A und B kann KCL wie folgt angewendet werden.
Für Knoten A; I1 + I2=I3
Für Knoten B; I1 + I2=I3
Dann wird KVL auf den geschlossenen Regelkreis angewendet (1)
V1 + I1 R1 + I3 R3=0
Dann wird KVL auf den geschlossenen Regelkreis angewendet (2)
V2 + I2 R2+ I3 R3=0
Dann wird KVL auf den geschlossenen Regelkreis angewendet (3)
V1 + I1 R1 – I2 R2 – V2=0
Durch Lösen der obigen Gleichungen kann jeder unbekannte Parameter der Sch altung gefunden werden. Beachten Sie, dass das Ohmsche Gesetz zur Bestimmung der Spannungen an den Widerständen verwendet wird.
Was ist der Unterschied zwischen dem Ohmschen Gesetz und dem Kirchhoffschen Gesetz?
Ohmsches Gesetz vs. Kirchhoffsches Gesetz |
|
| Das Ohmsche Gesetz beschreibt die Beziehung zwischen Spannung und Strom über ein Widerstandselement. | Das Kirchhoffsche Gesetz beschreibt das Verh alten von Strom bzw. Spannung in einem Sch altungszweig. |
| Recht | |
| Das Ohmsche Gesetz besagt, dass die Spannung an einem Leiter proportional zum Strom ist, der durch ihn fließt. | KCL gibt an, dass die Summe der Stromflüsse zu einem Knoten gleich Null ist, während KVL angibt, dass die Summe der Spannungen in einer geschlossenen Schleife Null ist. |
| Anwendungen | |
| Das Ohmsche Gesetz gilt für ein einzelnes Widerstandselement oder einen Satz von Widerstandssch altungen als Ganzes. | KCL und KVL sind auf eine Reihe von Widerstandselementen in einer Sch altung anwendbar. |
Zusammenfassung – Ohmsches Gesetz vs. Kirchhoffsches Gesetz
Das Ohmsche Gesetz und das Kirchhoffsche Gesetz sind zwei grundlegende Theorien in der Analyse elektrischer Sch altungen. Sie beschreiben die Eigenschaften und das Verhältnis von Spannung und Strom in einem einzelnen leitfähigen Element bzw. einem Zweig eines elektrischen Stromkreises. Während das Ohmsche Gesetz auf ein Widerstandselement anwendbar ist, werden die Kirchhoffschen Gesetze auf eine Reihe von Elementen angewendet. Dies ist der wichtigste Unterschied zwischen dem Ohmschen Gesetz und dem Kirchhoffschen Gesetz. KCL und KVL werden normalerweise zusammen mit dem Ohmschen Gesetz in der Sch altungsanalyse verwendet.
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