Belangrijk verschil - De wet van Ohm versus de wet van Kirchhoff
Als het gaat om het begrijpen van elektriciteit, is het zeer cruciaal om de relatie tussen de primitieve parameters, spanning en stroom te begrijpen. Het basisprincipe dat deze relatie beschrijft, is de wet van Ohm. De wet van Kirchhoff is daarentegen een theorie die de eigenschappen van deze parameters afzonderlijk beschrijft. Het belangrijkste verschil tussen de wet van Ohm en de wet van Kirchhoff is dus dat de wet van Ohm de relatie tussen spanning en stroom over een resistief element beschrijft, terwijl de wet van Kirchhoff het gedrag van stroom en spanning in een circuittak beschrijft.
Wat is de wet van Ohm?
De wet van Ohm stelt dat de stroom die door een geleider vloeit evenredig is met de spanning erover en vice versa. Dit principe is opgericht door de Duitse natuurkundige Georg Ohm en wordt gegeven door
V=IR
Figuur 01: Wet van Ohm
De wet van Ohm kan worden vergeleken met de stroming van water in een pijp. Het potentiaalverschil tussen de twee uiteinden drijft het water door de pijp zoals de stroom die wordt aangedreven door het spanningsverschil over het weerstandselement. Bovendien is de verminderde weerstand die de stroom verhoogt gelijk aan een kleinere dwarsdoorsnede van de pijp die de waterstroom vermindert.
Met betrekking tot een enkele apparatuur of een circuit van elementen als geheel, wordt de wet van Ohm gebruikt om de totale weerstand over het element of het circuit te berekenen, met de gemeten stroom en de spanning. Met de berekende weerstand kan het stroomverbruik van het circuit worden bepaald of voorspeld als de weerstandswaarde op een of andere manier wordt gewijzigd, zoals temperatuur.
De complexe vorm van de wet van Ohm is van toepassing op wisselstroomcircuits waar V en I complexe variabelen zijn. In dat geval verwijst R naar de impedantie van de schakeling (Z). Impedantie is ook een complex getal waarin alleen het reële deel bijdraagt aan de dissipatie van actief vermogen.
Wat is de wet van Kirchhoff?
De wet van Kirchhoff is voorgesteld door de Duitse natuurkundige Gustav Kirchhoff. De wet van Kirchhoff heeft twee vormen: de huidige wet van Kirchhoff (KCL) en de spanningswet van Kirchhoff (KVL). KCL en KVL beschrijven respectievelijk de conservering van stroom en spanning.
Kirchhoff's huidige wet (KCL)
KCL stelt dat de totale stroom die een knooppunt binnenkomt (een verbindingspunt van verschillende aftakcircuits) en de totale stroom die uit het knooppunt stroomt gelijk zijn.
Figuur 02: de huidige wet van Kirchhoff
Kirchhoff's spanningswet (KVL)
KLV stelt daarentegen dat de som van de spanningen over een gesloten lus nul is.
Dit wordt uitgedrukt in een andere vorm, omdat de som van de spanningen tussen twee knooppunten van een circuit gelijk is aan elk vertakt circuit tussen die twee knooppunten. Het kan worden afgebeeld zoals in de volgende afbeelding.
Figuur 03: Kirchhoffs spanningswet
Hier,
v1 + v2 + v3 – v 4=0
KVL en KVC zijn uiterst nuttig bij circuitanalyse. De wet van Ohm moet echter samen met hen worden gebruikt bij het oplossen van circuitparameters. Voor een dergelijke circuitanalyse wordt bijvoorbeeld het vloeiende cijfer gegeven.
Rekening houdend met de knooppunten A en B, kan KCL als volgt worden toegepast.
Voor knooppunt A; I1 + I2=I3
Voor knooppunt B; I1 + I2=I3
Vervolgens wordt KVL toegepast op de gesloten lus (1)
V1 + I1 R1 + I3 R3=0
Dan wordt KVL toegepast op de gesloten lus (2)
V2 + I2 R2+ I3 R3=0
Vervolgens wordt KVL toegepast op de gesloten lus (3)
V1 + I1 R1 – I2 R2 – V2=0
Door bovenstaande vergelijkingen op te lossen, kan elke onbekende parameter van het circuit worden gevonden. Merk op dat de wet van Ohm wordt gebruikt bij het bepalen van de spanningen over de weerstanden.
Wat is het verschil tussen de wet van Ohm en de wet van Kirchhoff?
De wet van Ohm versus de wet van Kirchhoff |
|
| De wet van Ohm beschrijft de relatie tussen spanning en stroom over een weerstandselement. | De wet van Kirchhoff beschrijft het gedrag van respectievelijk stroom en spanning in een circuittak. |
| Wet | |
| De wet van Ohm stelt dat de spanning over een geleider evenredig is met de stroom die er doorheen stroomt. | KCL stelt dat de som van de stroom die naar een knooppunt vloeit gelijk is aan nul, terwijl KVL stelt dat de som van de spanningen in een gesloten lus nul is. |
| Toepassingen | |
| De wet van Ohm is van toepassing op een enkel resistief element of een reeks resistieve circuits als geheel. | KCL en KVL zijn van toepassing op een reeks resistieve elementen in een circuit. |
Samenvatting – De wet van Ohm versus de wet van Kirchhoff
De wetten van Ohm en Kirchhoff zijn twee fundamentele theorieën in de analyse van elektrische circuits. Ze beschrijven de eigenschappen en relatie van spanning en stroom in respectievelijk een enkel geleidend element en een tak van een elektrisch circuit. Terwijl de wet van Ohm van toepassing is op een weerstandselement, worden de wetten van Kirchhoff toegepast op een reeks elementen. Dit is het belangrijkste verschil tussen de wet van Ohm en de wet van Kirchhoff. KCL en KVL worden meestal gebruikt in circuitanalyse samen met de wet van Ohm.
Download PDF-versie van de wet van Ohm versus de wet van Kirchhoff
U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden volgens de citatienotities. Download hier de PDF-versie. Verschil tussen de wet van Ohm en de wet van Kirchhoff.
