Ohmo dėsnis aiškia kalba

Istorinis pagrindas

Atradimo metai yra Ohmo įstatymas - 1826 m., Parengtas vokiečių mokslininko Georgo Om. Jis empiriškai nustatė ir aprašė srovės stiprio, įtampos ir laidininko tipo santykį. Vėliau paaiškėjo, kad trečiasis komponentas yra ne kas kita, kaip pasipriešinimas. Vėliau šis įstatymas buvo pavadintas atradėjo garbei, tačiau įstatymas tuo nesustojo, jis buvo pavadintas savo vardu ir fiziniu dydžiu, kaip duoklė jo darbui.

Vertė, kuria matuojamas pasipriešinimas, pavadinta Georgo Ohmo vardu. Pavyzdžiui, rezistoriai turi dvi pagrindines charakteristikas: galią vatais ir varžą - matavimo vienetą omuose, kilo-omuose, megaohmuose ir kt.

Ohio įstatymas grandinės sekcijai

Elektros grandinei, kurioje nėra EML, apibūdinti gali būti naudojamas grandinės dalies Ohmo įstatymas. Tai paprasčiausia įrašymo forma. Tai atrodo taip:

I = U / R

Kur aš esu srovė, matuojama amperuose, U yra įtampa voltais, R yra varža omu.

Ši formulė mums sako, kad srovė yra tiesiogiai proporcinga įtampai ir atvirkščiai proporcinga pasipriešinimui - tai yra tikslus Ohmo įstatymo formulavimas. Fizinė šios formulės prasmė yra apibūdinti srovės, priklausančios nuo grandinės dalies, priklausomybę nuo žinomos jo varžos ir įtampos.

Dėmesio!Ši formulė tinka nuolatinėms srovėms, kintamajai srovei ji turi nedidelių skirtumų, prie to grįšime vėliau.

Be elektrinių dydžių santykio, ši forma mums nurodo, kad varžos srovės ir įtampos grafikas yra tiesinis, o funkcijos lygtis tenkinama:

f (x) = ky arba f (u) = IR arba f (u) = (1 / R) * I

Grandinės sekcijos Ohmo dėsnis yra naudojamas rezistoriaus pasipriešinimui grandinės sekcijoje apskaičiuoti arba srovei per ją nustatyti esant žinomai įtampai ir pasipriešinimui. Pavyzdžiui, mes turime rezistorių R, ​​kurio varža 6 omai, jo gnybtams taikoma 12 V įtampa.Jūs turite sužinoti, kokia srovė tekės per ją. Apskaičiuokite:

I = 12 V / 6 omai = 2 A

Idealus laidininkas neturi pasipriešinimo, tačiau dėl medžiagos, iš kurios jis susideda, molekulių struktūros, bet kuris laidus kūnas turi pasipriešinimą. Pavyzdžiui, tai lėmė perėjimą nuo aliuminio prie varinių laidų namų elektros tinkluose.Vario varžos (omai 1 metro ilgio) yra mažesnės nei aliuminio. Atitinkamai, variniai laidai mažiau kaitina, atlaiko dideles sroves, vadinasi, galite naudoti mažesnio skerspjūvio laidą.

Kitas pavyzdys - šildymo prietaisų ir rezistorių spiralės turi didelę varžą, nes yra pagaminti iš įvairių didelio atsparumo metalų, tokių kaip nichromas, kantalis ir kt. Kai krūvio nešikliai juda per laidininką, jie susiduria su dalelėmis kristalinėje gardelėje, dėl to energija išsiskiria šilumos pavidalu, o laidininkas kaitinamas. Kuo daugiau srovės - tuo daugiau susidūrimų - tuo daugiau šildo.

Norint sumažinti šildymą, laidininkas turi būti sutrumpintas arba padidintas jo storis (skerspjūvio plotas). Ši informacija gali būti parašyta kaip formulė:

R_viela= ρ (L / S)

Kur ρ yra atsparumas omu * mm²/ m, L - ilgis metrais, S - skerspjūvio plotas.

Ohmo įstatymas lygiagrečiai ir nuosekliai grandinėms

Priklausomai nuo jungties tipo, stebimas skirtingas srovės srauto ir įtampos pasiskirstymo modelis. Elementų serijos grandinės įtampa, srovė ir varža nustatomi pagal formulę:

I = I1 = I2

U = U1 + U2

R = R1 + R2

Tai reiškia, kad iš savavališkai daugybės elementų, sujungtų nuosekliai, grandinėje teka ta pati srovė. Tokiu atveju visiems elementams taikoma įtampa (įtampos kritimo suma) yra lygi maitinimo šaltinio išėjimo įtampai. Kiekvienas elementas yra atskirai taikomas su savo įtampos verte ir priklauso nuo srovės stiprio ir savitojo pasipriešinimo:

U_e= I * R_elementas

Lygiagrečiai sujungtų elementų grandinės varža apskaičiuojama pagal formulę:

I = I1 + I2

U = U1 = U2

1 / R = 1 / R1 + 1 / R2

Sumaišyto junginio grandinė turi būti lygiavertė. Pvz., Jei vienas rezistorius yra prijungtas prie dviejų lygiagrečiai sujungtų rezistorių, tada pirmiausia apskaičiuokite lygiagrečiai sujungtų varžą. Gausite bendrą dviejų rezistorių pasipriešinimą ir jums tereikia jį pridėti prie trečiojo, kuris yra sujungtas nuosekliai su jais.

Ohmos įstatymas visai grandinei

Pilnai grandinei reikia maitinimo šaltinio. Idealus energijos šaltinis yra įrenginys, turintis vieną savybę:

• įtampa, jei tai yra EML šaltinis;
• srovės stipris, jei tai yra srovės šaltinis;

Toks energijos šaltinis gali tiekti bet kokią galią su pastoviais išėjimo parametrais. Realiame maitinimo šaltinyje taip pat yra tokių parametrų kaip galia ir vidinė varža. Tiesą sakant, vidinis pasipriešinimas yra įsivaizduojamas rezistorius, sumontuotas nuosekliai su emf šaltiniu.

Ohmo dėsnio formulė visai grandinei atrodo panaši, tačiau pridedama vidinė IP varža. Norėdami sužinoti apie visą grandinę, parašykite:

I = ε / (R + r)

Kur ε yra EML voltais, R yra atsparumas apkrovai, r yra energijos šaltinio vidinė varža.

Praktiškai vidinis pasipriešinimas yra dalis Ohmo, o galvaniniams šaltiniams jis žymiai padidėja. Jūs tai pastebėjote, kai abi baterijos (naujos ir neveikiančios) turi tą pačią įtampą, tačiau viena iš jų sukuria reikiamą srovę ir veikia tinkamai, o antroji neveikia, nes sumažėja esant mažiausiai apkrovai.

Ohmo dėsnis diferencijuota ir vientisa forma

Homogeninei grandinės daliai galioja aukščiau pateiktos formulės, nehomogeniniam laidininkui būtina ją suskaidyti į kiek įmanoma trumpesnius segmentus, kad šiame segmente būtų kuo mažiau jo matmenų pokyčių. Tai diferencijuota forma vadinama Ohmo dėsniu.

Kitaip tariant: srovės tankis yra tiesiogiai proporcingas be galo mažos laidininko dalies stiprumui ir laidumui.

Vientisos formos:

Ohio įstatymas AC

Skaičiuojant kintamosios srovės grandines, vietoj pasipriešinimo sąvokos įvedama varža. Varža žymima raide Z, ji apima atsparumą apkrovai R_a ir reaktyvumas X (arba_r)Taip yra dėl sinusoidinės srovės formos (ir bet kokių kitų formų srovių), indukcinių elementų parametrų ir perjungimo dėsnių:

1. Srovė grandinėje su induktyvumu negali iškart pasikeisti.
2. Įtampa grandinėje su talpa negali iš karto pasikeisti.

Taigi srovė pradeda atsilikti arba būti didesnė už įtampą, o visa galia yra padalinta į aktyviąją ir reaktyviąją.

U = I * Z

X_L ir X_C Ar tai reaktyvieji krovinio komponentai.

Šiuo atžvilgiu įvedama reikšmė cos Φ:

Čia Q yra reaktyvioji galia, atsirandanti dėl kintamos srovės ir induktyviai talpių komponentų, P yra aktyvioji galia (paskirta aktyviems komponentams), S yra tariamoji galia, cos Φ yra galios koeficientas.

Galbūt pastebėjote, kad formulė ir jos vaizdavimas susikerta su Pitagoro teorema. Iš tikrųjų taip yra, o kampas Ф priklauso nuo to, kiek yra reaktyvusis krovinio komponentas - kuo jis didesnis, tuo didesnis. Praktiškai tai lemia, kad iš tikrųjų tinkle tekanti srovė yra didesnė už tą, į kurią atsižvelgia buitinis skaitiklis, o įmonės moka už visą galią.

Tokiu atveju pasipriešinimas pateikiamas sudėtinga forma:

Čia j yra įsivaizduojamas vienetas, būdingas sudėtingai lygčių formai. Rečiau minimas kaip i, tačiau elektrotechnikoje taip pat nurodoma efektyvioji kintamosios srovės vertė, todėl, norint nesusipainioti, geriau naudoti j.

Įsivaizduojamas vienetas yra √-1. Logiška, kad kvadratuojant tokio skaičiaus nėra, o tai gali sukelti neigiamą „-1“ rezultatą.

Kaip atsiminti Ohmo dėsnį

Norėdami prisiminti Ohmo įstatymą, galite įsiminti formuluotę paprastais žodžiais, tokiais kaip:

Kuo didesnė įtampa, tuo didesnė srovė, tuo didesnis varža, tuo mažesnė srovė.

Arba naudokitės mnemoninėmis nuotraukomis ir taisyklėmis. Pirmasis yra Ohmo įstatymo pavaizdavimas piramidės pavidalu - trumpai ir aiškiai.

Mnemoninė taisyklė yra supaprastintas koncepcijos vaizdas, skirtas lengvai ir lengvai suprasti bei studijuoti. Tai gali būti žodžiu arba grafiškai. Norėdami teisingai rasti tinkamą formulę, pirštu uždarykite norimą reikšmę ir gaukite atsakymą darbo arba koeficiento forma. Štai kaip tai veikia:

Antrasis - karikatūrinis spektaklis. Čia parodyta: kuo daugiau omų bando, tuo sunkiau praeina „Ampere“ ir kuo daugiau „Volt“ - tuo lengviau „Ampere“ praeina.

Galiausiai mes rekomenduojame žiūrėti naudingą vaizdo įrašą, kuriame paprastais žodžiais paaiškinamas Ohmo įstatymas ir jo taikymas:

Ohmo dėsnis yra vienas pagrindinių elektrotechnikos elementų, be jo žinios neįmanoma atlikti daugelio skaičiavimų. O kasdieniniame darbe dažnai tenka versti amperais iki kilovatų arba pasipriešinimu srovei nustatyti. Visiškai nebūtina suprasti jo išvadą ir visų kiekių kilmę - tačiau tobulinimui reikalingos galutinės formulės. Baigdamas noriu pažymėti, kad tarp elektrikų yra sena komiška patarlė:"Nežinai Om - sėdi namie".Ir jei kiekviename pokšte yra dalis tiesos, tada čia ši tiesos dalis yra 100%. Išmokite teorinių pagrindų, jei norite tapti praktikos profesionalu, o kiti mūsų svetainės straipsniai jums padės.