Tofauti Muhimu - Sheria ya Ohm dhidi ya Sheria ya Kirchhoff
Inapokuja katika kuelewa umeme, ni muhimu sana kuelewa uhusiano kati ya vigezo vya zamani, voltage na mkondo. Kanuni ya msingi inayoelezea uhusiano huu ni Sheria ya Ohm. Sheria ya Kirchhoff, kwa upande mwingine, ni nadharia inayoelezea mali ya vigezo hivi kibinafsi. Kwa hiyo, tofauti muhimu kati ya sheria ya Ohm na sheria ya Kirchhoff ni kwamba Sheria ya Ohm inaelezea uhusiano kati ya voltage na sasa katika kipengele cha kupinga wakati sheria ya Kirchhoff inaelezea tabia ya sasa na voltage katika tawi la mzunguko.
Sheria ya Ohm ni nini?
Sheria ya Ohm inasema kwamba mkondo wa sasa unaopita kwenye kondakta ni sawia na volteji inayoivuka na kinyume chake. Kanuni hii ilianzishwa na mwanafizikia wa Ujerumani Georg Ohm na imetolewa na,
V=IR
Kielelezo 01: Sheria ya Ohm
Sheria ya Ohm inaweza kulinganishwa na mtiririko wa maji kwenye bomba. Tofauti inayoweza kutokea kati ya ncha hizi mbili hupitisha maji kupitia bomba kama ya sasa ambayo inaendeshwa na tofauti ya voltage kwenye kipengele cha kupinga. Zaidi ya hayo, upinzani uliopunguzwa unaoongeza mkondo wa maji ni sawa na sehemu iliyopunguzwa ya sehemu ya bomba ambayo hupunguza mtiririko wa maji.
Kuhusiana na kifaa kimoja au mzunguko wa vipengele kwa ujumla, Sheria ya Ohm hutumiwa kukokotoa jumla ya upinzani kwenye kipengele au saketi, kwa kutumia mkondo uliopimwa na volteji. Kwa upinzani uliokokotolewa, matumizi ya nishati ya saketi yanaweza kubainishwa au kutabiriwa ikiwa thamani ya upinzani itabadilishwa kwa njia yoyote kama vile halijoto.
Aina changamano ya Sheria ya Ohm inatumika kwa saketi za AC ambapo V na mimi ni viambajengo changamano. Katika kesi hiyo, R inahusu impedance ya mzunguko (Z). Uzuiaji pia ni nambari changamano ambapo sehemu halisi pekee huchangia katika utenganishaji wa nishati amilifu.
Sheria ya Kirchhoff ni nini?
Sheria ya Kirchhoff ilipendekezwa na mwanafizikia Mjerumani Gustav Kirchhoff. Sheria ya Kirchhoff ina aina mbili: Sheria ya Sasa ya Kirchhoff (KCL) na Sheria ya Voltage ya Kirchhoff (KVL). KCL na KVL zinaelezea uhifadhi wa mtiririko wa sasa na voltage, mtawalia.
Sheria ya Sasa ya Kirchhoff (KCL)
KCL inasema kwamba jumla ya mkondo unaoingia kwenye nodi (kiini cha muunganisho cha saketi kadhaa za tawi) na jumla ya mkondo unaotoka kwenye nodi ni sawa.
Kielelezo 02: Sheria ya Sasa ya Kirchhoff
Sheria ya Voltage ya Kirchhoff (KVL)
KLV, kwa upande mwingine, inasema kuwa jumla ya voltages kwenye kitanzi kilichofungwa ni sifuri.
Hii inaonyeshwa kwa namna nyingine kwani jumla ya volteji kati ya nodi mbili za saketi ni sawa na kila mzunguko wa tawi kati ya nodi hizo mbili. Inaweza kuonyeshwa kama katika mchoro ufuatao.
Kielelezo 03: Sheria ya Voltage ya Kirchhoff
Hapa,
v1 + v2 + v3 – v 4=0
KVL na KVC ni muhimu sana katika uchanganuzi wa mzunguko. Hata hivyo, Sheria ya Ohm lazima itumike pamoja nao katika kutatua vigezo vya mzunguko. Kwa mfano wa uchanganuzi kama huo wa mzunguko, takwimu inayotiririka imetolewa.
Kwa kuzingatia nodi A na B, KCL inaweza kutumika kama ifuatavyo.
Kwa nodi A; Mimi1 + mimi2=Mimi3
Kwa nodi B; Mimi1 + mimi2=Mimi3
Kisha KVL inatumika kwenye kitanzi kilichofungwa (1)
V1 + mimi1 R1 + I3 R3=0
Kisha KVL inatumika kwa kitanzi kilichofungwa (2)
V2 + I2 R2+ I3 R3=0
Kisha KVL inatumika kwa kitanzi kilichofungwa (3)
V1 + mimi1 R1 – I2 R2 – V2=0
Kwa kutatua milinganyo hapo juu kigezo chochote kisichojulikana cha saketi kinaweza kupatikana. Kumbuka kuwa, Sheria ya Ohm hutumika wakati wa kubainisha mikondo ya vidhibiti.
Nini Tofauti Kati ya Sheria ya Ohm na Sheria ya Kirchhoff?
Sheria ya Ohm dhidi ya Sheria ya Kirchhoff |
|
| Sheria ya Ohm inafafanua uhusiano kati ya volti na mkondo kwenye kipengele cha upinzani. | Sheria ya Kirchhoff inafafanua tabia ya mkondo na volteji mtawalia katika tawi la mzunguko. |
| Sheria | |
| Sheria ya Ohm inasema kuwa voltage kwenye kondakta inalingana na mtiririko wa sasa kupitia kwayo. | KCL inasema kuwa jumla ya mtiririko wa sasa hadi kwenye nodi ni sawa na sufuri huku KVL ikisema kuwa jumla ya voltages katika kitanzi kilichofungwa ni sifuri. |
| Maombi | |
| Sheria ya Ohm inatumika kwa kipengele kimoja cha kupinga au seti ya saketi sugu kwa ujumla wake. | KCL na KVL zinatumika kwa mfululizo wa vipengele vinavyokinza katika saketi. |
Muhtasari - Sheria ya Ohm dhidi ya Sheria ya Kirchhoff
Sheria za Ohm na Kirchhoff ni nadharia mbili za msingi katika uchanganuzi wa sakiti za umeme. Wanaelezea mali na uhusiano wa voltage na sasa katika kipengele kimoja cha conductive na tawi la mzunguko wa umeme kwa mtiririko huo. Wakati Sheria ya Ohm inatumika kwa kipengele cha kupinga, Sheria za Kirchhoff zinatumika kwa mfululizo wa vipengele. Hii ndiyo tofauti muhimu zaidi kati ya sheria ya Ohm na sheria ya Kirchhoff. KCL na KVL kwa kawaida hutumiwa katika uchanganuzi wa mzunguko pamoja na Sheria ya Ohm.
Pakua Toleo la PDF la Sheria ya Ohm dhidi ya Sheria ya Kirchhoff
Unaweza kupakua toleo la PDF la makala haya na uitumie kwa madhumuni ya nje ya mtandao kulingana na madokezo ya manukuu. Tafadhali pakua toleo la PDF hapa Tofauti Kati ya Sheria ya Ohms na Sheria ya Kirchhoffs.
