Хэлхээний хэсэг дэх гүйдлийн хүч ба энэ хэсгийн төгсгөл дэх хүчдэлийн хоорондын хамаарлыг мөн Г.Ом тогтоосон бөгөөд үүнийг нэрлэдэг. Хэлхээний хэсгийн Ом хууль. Хэлхээний хэсэг дэх гүйдлийн хүчхэсгийн төгсгөл дэх хүчдэлтэй пропорциональ:
I= s У.
Физик хэмжигдэхүүн, s-ийн эсрэг,
Тухайн хэсэг нь гүйдлийн урсгалыг хэр сайн эсэргүүцэж байгааг харуулж, тэнцүү болж хувирдаг Хэлхээний хэсгийн цахилгаан эсэргүүцэл, хаалттай хэлхээг тайлбарлахдаа танилцуулсан.
Ом-ын хуулийг ихэвчлэн хэлбэрээр бичдэг
I = У/Р.
Нэгж цахилгаан эсэргүүцэл SI-д ом (Ом) байна.
Онолын хувьд гүйдлийн чиглэлийн хувьд цахилгаан хэлхэээерэг цэнэгтэй бөөмсийн хөдөлгөөний чиглэлийг хүлээн зөвшөөрдөг тул металл дамжуулагчийн хувьд гүйдлийн чиглэл нь металлаар дамждаг дамжуулагч электронуудын хөдөлгөөний эсрэг байдаг.
Цахилгаан хэлхээний элементүүдийн цуваа ба зэрэгцээ холболт
Цахилгаан гүйдэл орж ирдэг бодит системүүдянз бүрийн аргаар холбогдсон элементүүдээр дамжуулан.
Зураг 7-д гүйдлийн эх үүсвэр болох амперметрээс бүрдэх хэлхээг үзүүлэв А, резистор Рба түлхүүр TO, хэлхээг дуусгах.
Цахилгаан хэлхээний элементүүдийг холбох энэ аргыг (өмнөх элементийн гаралт нь дараагийнх нь оролттой холбогдсон) гэж нэрлэдэг. Тохиромжтой. Үүний дотор хэлхээний нэг элементээр дамждаг цэнэг нь өөр элементээр дамждаг тул хэлхээний цуваа холбогдсон элемент бүрийн гүйдлийн хүч ижил байна.
I = IR = IK = I.A. = Iε.
Гүйдлийн хүчийг амперметрээр хэмждэг бөгөөд энэ нь хэлхээнд үргэлж цувралаар холбогдсон байдаг.
Цахилгаан хэлхээний элементүүдийг холбох өөр нэг арга бол элементүүдийн бүх оролтын төгсгөлүүд буюу терминалуудыг нэг цэг дээр холбодог зэрэгцээ юм. А, мөн амралтын өдөр цэг дээр байна IN(Зураг 8).
Элементүүдийн ийм холболттой хэлхээний хэсэгт ойртох үед тэдгээрийн дээгүүр цэнэг тархдаг; Салбарлахаас өмнөх одоогийн утга нь элементүүдийн одоогийн утгуудын нийлбэртэй тэнцүү байна:
I = I 1 + I 2 +…+ IN.
Хэрэв вольтметрээр бага хэмжээний гүйдэл урсаж байвал үндсэн хэлхээнээс салаалсан (энэ нь том хэмжээтэй байна дотоод эсэргүүцэл), дараа нь вольтметр нь хэлхээний ажиллагааг маш бага гажуудуулдаг. Энэ тохиолдолд вольтметрийн заалт дараах байдалтай байна. Хэт ягаан туяа = IV RV.
Хамгийн тохиромжтой вольтметр нь хязгааргүй өндөр эсэргүүцэлтэй байдаг бол хамгийн тохиромжтой амперметр нь тэг дотоод эсэргүүцэлтэй байдаг.
Элементүүдийн зэрэгцээ холболтын онцлог нь бүх элементүүдийн хувьд тэдгээрийн хоорондох хүчдэлийн тэгш байдал юм
У= j А–ж Б.
Хэрэв хэлхээний хэсэг нь цувралаар холбогдсон хэд хэдэн резисторыг агуулж байвал бүх резистороор дамжих гүйдэл ижил, тэдгээрийн хүчдэл нь тэнцүү байна. IR 1, IR 2 гэх мэт хэсгийн төгсгөлд хүчдэл
У = IR 1 + IR 2 + …,
Тиймээс одоогийн хүч чадал IХэрэв энэ хэсгийг нэг резистороор сольсон бол хэлхээний өгөгдсөн хэсгийн гаднах хэсэг өөрчлөгдөхгүй
РНийт = Р 1 + Р 2 + … + Rn.
Хэрвээ хүчдэл бүхий хэлхээний хэсэг УТөгсгөлд нь зэрэгцээ холбогдсон хэд хэдэн резисторыг агуулдаг бол резистор бүрийн одоогийн хүч нь ийм байна
I 1Р 1 = I 2Р 2 = … = У,
I = I 1 + I 2 + …
Тиймээс хэрэв энэ хэсгийг эсэргүүцэлтэй нэг резистороор сольсон бол
,
Дараа нь энэ хэсгийн гаднах хэлхээний гүйдэл өөрчлөгдөхгүй.
Гүйдэл ба хүчдэлийн тооцоолол дээр янз бүрийн бүс нутаггинж
Элементүүдийг дурын холболттой цахилгаан хэлхээнд (Зураг 9) дараахь зүйлийг хийх шаардлагатай.
1. Элементүүд цуваа эсвэл зэрэгцээ холбогдсон хэсгүүдийг сонгоно.
2. Эдгээр хэсгүүдийн резисторуудыг нэг резистор буюу нийт эсэргүүцэлээр солино РНийт нь хэлхээний үлдсэн хэсгүүдийн одоогийн хүчийг өөрчлөхгүй.
3. Шинээр үүссэн хэлхээ нь тууштай эсвэл гэсэн хэсгүүдтэй байвал эдгээр алхмуудыг дахин давтана уу зэрэгцээ холболтэлементүүд. Үүний үр дүнд хэлхээ нь одоогийн эх үүсвэрт холбогдсон нэг резистор бүхий хэлхээтэй тэнцүү байх ёстой.
Хэрэв хэлхээнд тодорхой цуваа эсвэл тодорхой зэрэгцээ холбогдсон хэсгүүд байхгүй бол дараахь ерөнхий зарчмуудыг анхаарч үзэх нь зүйтэй.
1. Хэлхээний зангилаа руу орох гүйдлийн нийлбэр (түүний өөр салбаруудын дагуу) нь зангилаанаас гарах гүйдлийн нийлбэртэй тэнцүү байна.
2. Зарим элемент бүрдвэл хаалттай гогцоо, гүйдлийн эх үүсвэрийг агуулаагүй бөгөөд түүний хэсгүүдэд цахилгаан гүйдлийн чиглэлийг зааж өгсөн бол хэлхээг тойрон явахдаа бие даасан хэсгүүдийн гүйдэл ба эсэргүүцлийн бүтээгдэхүүний нийлбэр (гүйдлийн чиглэлийг харгалзан) тэгтэй тэнцүү байна. Жишээлбэл, сайтын хувьд A B C D(Зураг 10)
0 = (ж А–ж Б) + (ж Б–ж C) + (ж C–ж Д) + (ж Д–ж А) = I 1Р 1 – I 2Р 2 + I 3Р 3 + I 4Р 4.
3. Цахилгаан гүйдлийн тодорхой чиглэлтэй хэлхээний хэсэг Iодоогийн эх үүсвэрийг агуулдаг бол энэ хэсгийг хоёр хэсэгт хуваах нь дээр: нэг нь дотоод эсэргүүцэлгүй гүйдлийн эх үүсвэртэй, нөгөө нь эсэргүүцэлтэй байх ёстой. Р, энэ нь одоогийн эх үүсвэрийн дотоод эсэргүүцэлтэй тэнцүү байна. Дараа нь тэдгээрийн эхнийх нь потенциалын зөрүү нь одоогийн эх үүсвэрийн EMF-тэй тэнцүү, хоёр дахь нь потенциалын зөрүүтэй тэнцүү байна. Ир(2-р цэгийг хэрэглэж болно). Цахилгаан гүйдэл урсаж байгаа газарт гүйдлийн эх үүсвэрийн эерэг терминалын потенциал өндөр, резистор дээрх потенциал өндөр байгааг харгалзан боломжийн зөрүүний тэмдгийг сонгоно. Жишээлбэл, 11-р зургийн дээд талд байгаа гинжний хэсэгт
J1 – j3 = (j1 – j2) + (j2 – j3) = Ир – ,
Мөн 11-р зургийн доод хэсэгт байгаа гинжний хэсэг дээр
J1 – j3 = (j1 – j2) + (j2 – j3) = – Ир – .
Тиймээс одоогийн эх үүсвэрийн терминалууд дээр хамгийн тохиромжтой вольтметрээр хэмжсэн хүчдэл нь тэнцүү байна У= хэрэв гүйдлийн эх үүсвэрийн дотоод эсэргүүцэл тэг бол (Зураг 12, А). Энгийн ашиглалтын үед цахилгаан гүйдэл (+) терминалаас (–) терминал руу урсах үед Гадаад хэлхээгээр, хүчдэл У = – Ир(Зураг 12, Б). Хэрэв одоогийн эх үүсвэр нь өөр гүйдлийн эх үүсвэрээс цэнэглэгдсэн зай юм (Зураг 12, IN) ингэснээр цахилгаан гүйдэл (+) терминалаас (–) терминал руу урсдаг Эрчим хүчний эх үүсвэр өөрөө дотор, Тэр У = + Ир.
Гүйдлийн эх үүсвэрийн терминал дээрх хүчдэл тогтмол байвал гүйдлийн эх үүсвэрийг дуудна Хүчдэлийн эх үүсвэр.
4. Хэрэв хэлхээн дэх цахилгаан гүйдлийн чиглэл тодорхойгүй бол тэдгээрийг дур зоргоороо сонгох хэрэгтэй.
Цахилгаан хэлхээний шинж чанарыг зөв ашиглах нь тэгшитгэлийн системийг бий болгоход хүргэдэг бөгөөд үүний шийдэл нь цахилгаан гүйдлийн хэмжээ, чиглэлийг тодорхойлох болно. Хэрэв одоогийн хүч нь сөрөг байвал хэлхээний энэ хэсэгт цахилгаан гүйдэл нь анх сонгосон чиглэлийнхээ эсрэг чиглэлд урсдаг.
Энэ нь тодорхой хугацааны усны хэмжээ юм.
Одоо ийм тохиолдлыг авч үзье. Цамхагийн оронд бид савны өөр өөр өндөрт гурван ижил нүхтэй устай савтай болно. Манай хөлөг онгоц усаар дүүрсэн тул савны ёроолд даралт нь түүний гадаргуугаас их байх болно. Эсвэл цахилгаантай зүйрлэвэл доод хэсгийн хүчдэл нь түүний гадаргуугаас их байх болно.
Таны харж байгаагаар доод тийрэлтэт доод тал руу ойртож, дунд тийрэлтэт онгоцноос илүү найлзуурууд. Мөн дунд тийрэлтэт дээд талынхаас илүү найлзуурууд. Нүх нь хаа сайгүй ижил диаметртэй байгааг анхаарна уу. Өөрөөр хэлбэл, нүх тус бүрийн усны эсэргүүцэл ижил байна гэж хэлж болно. Үүнтэй ижил хугацаанд хамгийн доод нүхнээс гарч буй усны хэмжээ нь дунд болон дээд нүхнээс урсах усны хэмжээнээс хамаагүй их байна. Тодорхой хугацааны туршид бидэнд байгаа усны хэмжээ хэд вэ? Тийм ээ, энэ бол одоогийн хүч юм!
Тэгэхээр бид энд ямар хэв маягийг харж байна вэ? Эсэргүүцэл хаа сайгүй адилхан байгааг бодоход ийм юм болж байна Хүчдэл нэмэгдэхийн хэрээр гүйдэл нэмэгдэнэ!
Та нарын хүн нэг бүрт байгаа гэж би бодож байна цэцэрлэгийн талбай, та төмс, өргөст хэмх, улаан лооль ургадаг. Таны хажууд хаа нэг газар үргэлж байдаг усны цамхаг
Усны цамхаг юунд зориулагдсан вэ? Усны хэрэглээний түвшинг хянах, мөн таны цэцэрлэгт ус орж ирдэг хоолойд даралтыг бий болгох. Та хэзээ нэгэн цагт толгод дээр хаа нэгтээ цамхаг баригдаж байгааг анзаарсан уу? Яагаад үүнийг хийж байна вэ? Даралт үүсгэхийн тулд. За, танай цэцэрлэгийн талбай усан цамхагийн оройноос өндөр байна гэж бодъё. Тийм ээ, ус танд хүрэхгүй! Физик ... холбоо барих хөлөг онгоцны хууль.
За, бид сатаарсан бололтой.
Гал тогоо, угаалгын өрөөнд байгаа бүх хүмүүс усны цорготой байдаг. Та гараа угаахаар шийдсэн. Үүнийг хийхийн тулд та усыг бүрэн хурдтайгаар асаах бөгөөд энэ нь цоргоноос хурдан урсаж эхэлдэг.
Гэхдээ та энэ усны урсгалд сэтгэл хангалуун бус байгаа тул цоргоны бариулыг эргүүлснээр та урсгалыг бууруулдаг.
Сая юу болсон бэ?
Цоргоны бариулыг ашиглан урсгалын эсэргүүцлийг өөрчилснөөр та усны урсгал маш сул урсаж эхэлсэн.
Энэ нөхцөл байдлыг цахилгаан гүйдэлтэй адилтгаж үзье. Тэгэхээр бидэнд юу байгаа вэ? Бид урсгалын хүчдэлийг өөрчлөөгүй. Хаа нэгтээ алсад усны цамхаг байдаг бөгөөд хоолойд даралт үүсгэдэг. Бид усны цамхагт хүрэх эрхгүй, харин нураах нь хамаагүй). Тиймээс бидний хүчдэл тогтмол бөгөөд өөрчлөгддөггүй. Кранны бариулыг эргүүлснээр бид усны цорго хийсэн хоолойн эсэргүүцлийг өөрчилсөн ;-). Бид эсэргүүцлийг нэмэгдүүлсэн. Бид усны урсгалаар юу хийсэн бэ? Тэр удаан гүйж эхэлсэн бөгөөд цөөхөн байсан! Өөрөөр хэлбэл, бүрэн нээлттэй, хагас хаалттай цорго бүхий усны молекулуудын тоо тодорхой хугацаанд ялгаатай байсан гэж хэлж болно ;-). За, одоогийн хүч чадал гэж юу байдгийг санацгаая ;-) Мартсан хүмүүст сануулъя - энэ нь дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор тодорхой хугацаанд урсах электронуудын тоо юм. Энэ одоогийн хүч чадал юу болсон бэ? Тэр багассан!
Бид дүгнэж байна:
Эсэргүүцэл нэмэгдэх тусам гүйдэл буурдаг.
Тэгэхээр. Бид дараах усан хангамжийн схемтэй байна.
Одоо та цэцэрлэгээ усалж байна гэж төсөөлөөд үз дээ 10 минутын дотор та хувиныг хоолойгоор усаар дүүргэх хэрэгтэй. Нэг секундын өмнө ч биш, хожим ч биш! Танай цэцэрлэгт усны урсгал дараах байдалтай байна.
Усны цамхгаас энгийн резинэн хоолой ирлээ гэж бодъё.Хөрш нь санамсаргүйгээр машинаа шууд хоолой дээр байрлуулж, бага зэрэг дарав
Таны усны урсгал буурч эхэлсэн. Хөрштэйгээ муудалцах уу? Тэр аль хэдийн ажлаасаа явсан тул 10 минутын дотор хувингаа дүүргэх цаг гарахгүй. Энэ нь илүү их цаг хугацаа шаардах болно. Яаж байх вэ? Усны цамхагийн өмнөх усны цоргыг жаахан томруулж яагаад болохгүй гэж? Бөгөөд энэ нь сайхан санаа! Бид усны цоргыг бүрэн онгойлгож, цамхаг дахь усны түвшин өмнөхөөсөө өндөр байгаа эсэхийг шалгаарай (хэдийгээр цамхагууд нь ямар ч дээд түвшний халихаас хамгаалагдсан боловч жишээний үүднээс бид энэ цэгийг алгасах болно).
Гэхдээ бэрхшээл ганцаараа ирдэггүй. Цамхаг дээрх усны насосны удирдлагын реле эвдэрсэн байна! Шахуурга нь ус шахаж, унтрахгүй! Цамхаг хальж, хоолойноос урсах усны урсгал секунд тутамд улам бүр томорч байна! Юу хийх вэ? Бидэнд заасан хугацаанд хувингаа дүүргэх болно! Тайвшир. Гарах гарц байна! Үүнийг хийхийн тулд бид усны цоргыг бага зэрэг унтрааж, хоолойноос урсах усны урсгалыг урьдын адил урсгаж байгаарай;-).
Одоо нэг зүйрлэл хийцгээе.
Тэгэхээр бид юу авах вэ? Хөрш нь хоолойг буталсан, энэ нь гэсэн үг эсэргүүцэл нэмэгдсэн. Тиймээс бидний одоогийн хүч багассан. Одоогийн хүчийг сэргээхийн тулд бид хүчдэлийг, өөрөөр хэлбэл цамхаг дахь усны түвшинг нэмэгдүүлсэн.
Хоёр дахь цэг:
Усны цамхгийн усны түвшин (хүчдэл) нэмэгдэж эхэлсэн тул насос нь унтардаггүй, байнга ус шахдаг. Тиймээс бидний усны урсгал (одоогийн хүч) мөн нэмэгдэж эхэлсэн. Одоогийн хүчийг тэнцүүлэхийн тулд бид эсэргүүцэл нэмэгдсэнусны цорго ;-), ингэснээр усны цамхаг дахь усны түвшинг (хүчдэл) хэвийн хэмжээнд хүргэнэ.
За, та загварыг харсан уу? Гэвч Германы физикч Георг Ом эдгээр гурван хэмжигдэхүүнийг хооронд нь холбосон бөгөөд үр дүн нь маш энгийн томъёо юм.
Хаана
I- энэ нь Ампераар (A) илэрхийлэгдсэн одоогийн хүч юм.
У- хүчдэл, вольтоор илэрхийлэгдсэн (V)
Р- эсэргүүцэл, Ом (Ом) -ээр илэрхийлэгдэнэ.
За, энэ нь хоёр, хоёр шиг энгийн, тийм үү? Энэ хуулийг нээсэн нэрээр нь нэрлэж, нэрлэсэн Ом-ын хууль. Энэ бол электроникийн хамгийн чухал хууль тул та үүнийг заавал мэдэж байх ёстой.
§ 16. ОМА-ИЙН ХУУЛЬ
хоорондын харилцаа e. d. Хаалттай хэлхээний эсэргүүцэл ба гүйдлийн хүчийг Ом хуулиар илэрхийлдэг бөгөөд үүнийг дараах байдлаар томъёолж болно. Хаалттай хэлхээний гүйдлийн хүч нь цахилгаан хөдөлгөгч хүчтэй шууд пропорциональ, бүхэл хэлхээний эсэргүүцэлтэй урвуу пропорциональ байна..
Хэлхээний гүйдэл нь e-ийн нөлөөн дор урсдаг. d.s; илүү их e. d.s. эрчим хүчний эх үүсвэр, хаалттай хэлхээнд гүйдэл их байх болно. Хэлхээний эсэргүүцэл нь гүйдэл дамжуулахаас сэргийлдэг тул илүү илүү эсэргүүцэлхэлхээ, бага гүйдэл.
Ом-ын хуулийг дараах томъёогоор илэрхийлж болно.
Энд r нь хэлхээний гадаад хэсгийн эсэргүүцэл,
r 0 - хэлхээний дотоод хэсгийн эсэргүүцэл.
Эдгээр томъёонд одоогийн хүчийг ампераар илэрхийлнэ, e. d.s. - вольтоор, эсэргүүцэл - омоор.
Жижиг гүйдлийг илэрхийлэхийн тулд амперийн оронд ампераас мянга дахин бага нэгжийг миллиампер ( ээж); 1 А - 1000 ээж.
Бүхэл бүтэн хэлхээний эсэргүүцэл:
Хэрэв э-ийн нөлөөн дор байвал. d.s. 1-д Вхаалттай хэлхээнд 1-ийн гүйдэл урсдаг А, тэгвэл ийм хэлхээний эсэргүүцэл 1 байна ом, өөрөөр хэлбэл 1 ом =
Ом-ын хууль нь зөвхөн бүх хэлхээнд төдийгүй түүний аль ч хэсэгт хүчинтэй байна.
Хэрэв хэлхээний хэсэг нь энергийн эх үүсвэргүй бол тухайн хэсгийн эерэг цэнэгүүд өндөр потенциалтай цэгээс бага потенциалтай цэг рүү шилждэг. Эрчим хүчний эх үүсвэр нь энэ хэсгийн эхлэл ба төгсгөлийн хоорондох боломжит зөрүүг хадгалахын тулд тодорхой хэмжээний энерги зарцуулдаг. Энэ боломжит зөрүүг тухайн хэсгийн эхлэл ба төгсгөлийн хоорондох хүчдэл гэж нэрлэдэг.
Тиймээс Ом-ын хуулийг хэлхээний хэсэгт хэрэглэснээр бид дараахь зүйлийг олж авна.
Ом-ын хуулийг дараах байдлаар томъёолж болно. Цахилгаан хэлхээний хэсэг дэх гүйдлийн хүч нь энэ хэсгийн терминалуудын хүчдэлийг эсэргүүцэлд хуваасантай тэнцүү байна..
Хэлхээний хэсэг дээрх хүчдэл нь гүйдлийн бүтээгдэхүүн ба энэ хэсгийн эсэргүүцэлтэй тэнцүү байна, өөрөөр хэлбэл. U = Ir.
Битүү хэлхээний Ом хуулийн илэрхийллээс бид олж авна
Хаана Ир. - эсэргүүцлийн хүчдэлийн уналт r., өөрөөр хэлбэл, гадаад хэлхээнд, эсвэл өөрөөр хэлбэл, эрчим хүчний эх үүсвэрийн (үүсгүүр) терминал дээрх хүчдэл U,
Ир 0 - эсэргүүцлийн хүчдэлийн уналт r 0., өөрөөр хэлбэл эрчим хүчний эх үүсвэр (генератор) дотор; энэ нь e-ийн хэсгийг тодорхойлдог. г. энергийн эх үүсвэрийн дотоод эсэргүүцлээр гүйдэл дамжуулахад зарцуулагддаг.
Хэлхээний гүйдлийг хэмжихийн тулд төхөөрөмжийг дууддаг амперметр(миллиамметр). Дээр дурдсанчлан хүчдэлийг вольтметрээр хэмждэг. Амперметр ба вольтметрийн тэмдгийг Зураг дээр үзүүлэв. 15, а. Амметрийг асаахын тулд гүйдлийн хэлхээ эвдэрч, таслах цэг дээр утаснуудын төгсгөлүүд амметрийн терминалуудтай холбогддог (Зураг 15, b). Тиймээс хэмжсэн гүйдэл бүхэлдээ төхөөрөмжөөр дамждаг; ийм оруулга гэж нэрлэдэг тууштай. Хэлхээний хэсгийн эхлэл ба төгсгөлд вольтметр холбогдсон байна Зэрэгцээ. Вольтметр нь тухайн бүс дэх хүчдэлийн уналтыг харуулдаг. Хэрэв вольтметр нь эхэнд холбогдсон бол 
гадаад хэлхээ - эрчим хүчний эх үүсвэрийн эерэг туйл ба гадаад хэлхээний төгсгөлд - энергийн эх үүсвэрийн сөрөг туйл хүртэл, дараа нь бүхэл бүтэн гадаад хэлхээнд хүчдэлийн уналтыг харуулах бөгөөд энэ нь нэгэн зэрэг болно. эрчим хүчний эх үүсвэрийн терминал дээрх хүчдэл.
Эрчим хүчний эх үүсвэрийн (генератор) терминал дээрх хүчдэл нь emf-ийн зөрүүтэй тэнцүү байна. ба энэ эх үүсвэрийн дотоод эсэргүүцэл дээрх хүчдэлийн уналт, i.e.
U=E – Ir 0(25)
Хэрэв бид гадаад хэлхээний эсэргүүцлийг бууруулбал r, дараа нь бүхэл хэлхээний эсэргүүцэл r + r 0 нь мөн буурч, хэлхээний гүйдэл нэмэгдэх болно. Гүйдэл ихсэх тусам эрчим хүчний эх үүсвэр дотор хүчдэл буурдаг ( Ир 0) дотоод эсэргүүцэлээс хойш нэмэгдэх болно r 0 эрчим хүчний эх үүсвэр өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Үүний үр дүнд гадаад хэлхээний эсэргүүцэл буурах тусам эрчим хүчний эх үүсвэрийн терминал дээрх хүчдэл буурдаг. Хэрэв эрчим хүчний эх үүсвэрийн терминалууд нь бараг тэгтэй тэнцүү эсэргүүцэлтэй дамжуулагчтай холбогдсон бол хэлхээний гүйдэл I = .
Энэ илэрхийлэл нь өгөгдсөн эх үүсвэрийн хэлхээнд авч болох хамгийн их гүйдлийг тодорхойлдог.
Хэрэв гадаад хэлхээний эсэргүүцэл бараг тэг байвал энэ горимыг дуудна богино холбоос.
Дотоод эсэргүүцэл багатай эрчим хүчний эх үүсвэрийн хувьд, жишээлбэл, цахилгаан үүсгүүр (цахилгаан машин) болон хүчиллэг батерейны хувьд. богино холбоосЭнэ нь маш аюултай - энэ нь эдгээр эх сурвалжийг идэвхгүй болгож чадна.
Богино холболт нь ихэвчлэн тохиолддог, жишээлбэл, хүлээн авагчийг тэжээлийн эх үүсвэртэй холбосон утаснуудын тусгаарлагч эвдэрсэнтэй холбоотой. Тусгаарлагч бүрхэвчгүй, металл (ихэвчлэн зэс) шугаман утас нь харилцан холбоо барих үед маш бага эсэргүүцэл үүсгэдэг бөгөөд үүнийг хүлээн авагчийн эсэргүүцэлтэй харьцуулахад тэгтэй тэнцүү авч болно.
Цахилгаан төхөөрөмжийг богино залгааны гүйдлээс хамгаалахын тулд янз бүрийн хамгаалалтын хэрэгслийг ашигладаг.
Жишээ 1.Цэнэглэдэг батерейг e. d.s. 42 Вдотоод эсэргүүцэл 0.2 омэсэргүүцэлтэй энерги хүлээн авагчид хаалттай 4 ом. Хэлхээний гүйдэл ба зайны терминал дээрх хүчдэлийг тодорхойлно.
Жишээ 2. Хүчиллэг зай нь e. d.s. 2 Вба дотоод эсэргүүцэл - r 0 =0.05 омБатерейнд гадны эсэргүүцэл холбогдсон үед гүйдэл 4 А. Гадаад хэлхээний эсэргүүцлийг тодорхойлно.
Жишээ 3.Генератор шууд гүйдэлдотоод эсэргүүцэл нь 0.3 байна ом. Тодорхойлох e. d.s. генератор, хэрэв та үүнийг асаах үед 27.5 эсэргүүцэлтэй эрчим хүчний хүлээн авагч омгенераторын терминал дээр хүчдэлийг 110 болгож тохируулсан В.
Хаалттай хэлхээнд урсах гүйдлийг дараах илэрхийлэлээс олж болно.
E, d.s. генератор тэнцүү байна:
E=U+Ir=110+4 0.3=111.2 В.
Жишээ 4.Хүчиллэг батерейны батерей нь e. d.s. 220 Вдотоод эсэргүүцэл 0.5 омбогино холболттой болсон байна. Хэлхээний гүйдлийг тодорхойл.
Ердийн (арван цагийн) цэнэггүй үед жишээнд өгөгдсөн батерейны төрлүүдийн хувьд гүйдэл нь 3.6 байна. А, тэгвэл гүйдэл 440 болно АЭнэ нь батерейны бүрэн бүтэн байдалд аюултай.
Георг Саймон Ом судалгаагаа Жан Батист Фурьегийн алдарт бүтээл болох "Дулааны аналитик онол"-оос санаа авч эхэлсэн. Энэ ажилд Фурье хоёр цэгийн хоорондох дулааны урсгалыг температурын зөрүү, өөрчлөлт гэж дүрсэлсэн дулааны урсгалсаадыг даван туулахтай холбоотой жигд бус хэлбэрдулаан тусгаарлагч материалаар хийсэн. Үүний нэгэн адил Ом нь боломжит зөрүүгээр цахилгаан гүйдэл үүсэхэд хүргэсэн.
Үүний үндсэн дээр Ом туршилт хийж эхлэв янз бүрийн материалдамжуулагч. Тэдний дамжуулах чадварыг тодорхойлохын тулд тэрээр тэдгээрийг цуваа холбож, уртыг нь тохируулснаар бүх тохиолдолд гүйдэл ижил байна.
Ийм хэмжилт хийхэд ижил диаметртэй дамжуулагчийг сонгох нь чухал байв. Ом, мөнгө, алтны дамжуулалтыг хэмжихэд орчин үеийн мэдээллээс үзэхэд үнэн зөв биш үр дүнд хүрсэн. Тиймээс Ом-ын мөнгөн дамжуулагч нь алтнаас бага цахилгаан гүйдэл дамжуулсан. Ом өөрөө үүнийг мөнгөн дамжуулагчаа тосоор бүрсэн байсан тул туршилт үнэн зөв үр дүнд хүрээгүй гэж тайлбарлав.
Гэсэн хэдий ч энэ нь тухайн үед цахилгаантай ижил төстэй туршилт хийж байсан физикчдэд тулгардаг цорын ганц асуудал биш байв. Туршилтын явцад хольцгүй цэвэр материалыг олж авахад ихээхэн бэрхшээл тулгарч, дамжуулагчийн диаметрийг тохируулахад бэрхшээлтэй байсан нь туршилтын үр дүнг гажуудуулсан. Илүү том бэрхшээл бол одоогийн эх үүсвэр нь хувьсах чадвартай тул туршилтын явцад одоогийн хүч байнга өөрчлөгддөг байв. химийн элементүүд. Ийм нөхцөлд Ом нь утасны эсэргүүцэлээс гүйдлийн логарифмын хамаарлыг гаргаж авсан.
Хэсэг хугацааны дараа цахилгаан химийн чиглэлээр мэргэшсэн Германы физикч Поггендорф Ом химийн элементүүдийг висмут, зэсээр хийсэн термопараар солихыг санал болгов. Ом дахин туршилтаа хийж эхлэв. Энэ удаад тэрээр Зейбек эффектээр ажилладаг дулаан цахилгаан төхөөрөмжийг зай болгон ашигласан байна. Түүнд тэрээр ижил диаметртэй, гэхдээ өөр өөр урттай 8 зэс дамжуулагчийг цувралаар холбосон. Гүйдлийн хүчийг хэмжихийн тулд Ом металл утас ашиглан дамжуулагчийн дээгүүр соронзон зүү зүүв. Энэ сумтай зэрэгцээ гүйх гүйдэл нь түүнийг хажуу тийш шилжүүлэв. Ийм зүйл тохиолдоход физикч сумыг анхны байрлал руугаа буцах хүртэл утсыг мушгив. Утас эрчилсэн өнцгөөс хамааран гүйдлийн утгыг шүүж болно.
Шинэ туршилтын үр дүнд Ом дараахь томъёонд хүрч ирэв.
X = a / b + l
Энд X- эрчим соронзон оронутас, л- утасны урт, а- тогтмол эх үүсвэрийн хүчдэл; б – эсэргүүцлийн тогтмолгинжин хэлхээний үлдсэн элементүүд.
Хэрэв та хандвал орчин үеийн нэр томъёоЭнэ томъёог тайлбарлахын тулд бид үүнийг олж авна X- одоогийн хүч чадал, А – EMF эх үүсвэр, б + л- хэлхээний нийт эсэргүүцэл.
Хэлхээний хэсгийн Ом хууль
Хэлхээний салангид хэсгийн Ом-ын хуульд: хэлхээний хэсэг дэх гүйдлийн хүч нь хүчдэл нэмэгдэх тусам нэмэгдэж, энэ хэсгийн эсэргүүцэл нэмэгдэх тусам буурдаг.
I=U/R
Энэ томъёонд үндэслэн дамжуулагчийн эсэргүүцэл нь боломжит зөрүүгээс хамаарна гэдгийг бид шийдэж болно. Математикийн үүднээс энэ нь зөв боловч физикийн үүднээс энэ нь худал юм. Энэ томъёо нь зөвхөн хэлхээний салангид хэсгийн эсэргүүцлийг тооцоолоход л хамаарна.
Тиймээс дамжуулагчийн эсэргүүцлийг тооцоолох томъёо нь дараах хэлбэртэй байна.
R = p ⋅ л / с
Бүрэн хэлхээний Ом хууль
Ом хуулийн ялгаа бүрэн гинжХэлхээний хэсгийн Ом хуулиас харахад одоо бид хоёр төрлийн эсэргүүцлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Энэ нь "R" нь системийн бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн эсэргүүцэл ба "r" нь цахилгаан хөдөлгөгч хүчний эх үүсвэрийн дотоод эсэргүүцэл юм. Тиймээс томъёо нь дараах хэлбэртэй байна.
I = U / R + r
Хувьсах гүйдлийн Ом-ын хууль
Хувьсах гүйдэл нь тодорхой хугацааны туршид өөрчлөгддөгөөрөө тогтмол гүйдлээс ялгаатай. Тодруулбал, утга, чиглэлээ өөрчилдөг. Ом-ын хуулийг энд хэрэглэхийн тулд тогтмол гүйдэлтэй хэлхээний эсэргүүцэл нь хувьсах гүйдэлтэй хэлхээний эсэргүүцэлээс ялгаатай байж болохыг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Хэрэв хэлхээнд реактив бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашиглаж байгаа бол энэ нь ялгаатай. Урвалын чадвар нь индуктив (ороомог, трансформатор, багалзуурыг холбогч) эсвэл багтаамжтай (конденсатор) байж болно.
Хувьсах гүйдэл бүхий хэлхээний реактив ба идэвхтэй эсэргүүцлийн бодит ялгаа юу болохыг олж мэдье. Ийм хэлхээний хүчдэл ба гүйдлийн утга цаг хугацааны явцад өөрчлөгдөж, ойролцоогоор хэлбэл долгион хэлбэртэй байдаг гэдгийг та аль хэдийн ойлгох ёстой.
Хэрэв бид эдгээр хоёр утга цаг хугацааны явцад хэрхэн өөрчлөгдөж байгааг диаграмм хийвэл бид синус долгионыг авна. Хүчдэл ба гүйдэл хоёулаа тэгээс хамгийн их утга хүртэл өсдөг, дараа нь буурч, тэгийг давж, хамгийн их сөрөг утгад хүрдэг. Үүний дараа тэд тэгээс хамгийн их утга руу дахин өсдөг гэх мэт. Гүйдэл эсвэл хүчдэлийг сөрөг гэж хэлэхэд энэ нь эсрэг чиглэлд хөдөлдөг гэсэн үг юм.
Бүх үйл явц нь тодорхой давтамжтайгаар явагддаг. Хүчдэл буюу гүйдлийн утга нь хамгийн бага утгаас хамгийн их утга хүртэл өсөх нь тэгээр дамжих цэгийг фаз гэж нэрлэдэг.
Үнэндээ энэ бол зүгээр л оршил юм. Реактив болон идэвхтэй эсэргүүцэл рүү буцъя. Үүний ялгаа нь идэвхтэй эсэргүүцэлтэй хэлхээнд одоогийн фаз нь хүчдэлийн үе шаттай давхцдаг. Өөрөөр хэлбэл, одоогийн утга ба хүчдэлийн утга хоёулаа нэгэн зэрэг нэг чиглэлд хамгийн ихдээ хүрдэг. Энэ тохиолдолд хүчдэл, эсэргүүцэл эсвэл гүйдлийг тооцоолох бидний томъёо өөрчлөгдөхгүй.
Хэрэв хэлхээнд реактив байгаа бол гүйдэл ба хүчдэлийн үе шатууд бие биенээсээ ¼ хугацаанд шилжинэ. Энэ нь гүйдэл нь хамгийн их утгад хүрэх үед хүчдэл тэг ба эсрэгээр болно гэсэн үг юм. Индуктив урвалыг хэрэглэх үед хүчдэлийн үе шат нь одоогийн үе шатыг "гүйцнэ". Багтаамж хэрэглэх үед гүйдлийн үе шат нь хүчдэлийн үе шатыг "гүйцнэ".
Индуктив урвал дахь хүчдэлийн уналтыг тооцоолох томъёо:
U = I ⋅ ωL
Хаана Лнь урвалын индукц, ба ω – өнцгийн давтамж (хэлбэлзлийн фазын хугацааны дериватив).
Багтаамж дахь хүчдэлийн уналтыг тооцоолох томъёо:
U = I / ω ⋅ C
ХАМТ- урвалын багтаамж.
Эдгээр хоёр томьёо нь хувьсах хэлхээний Ом хуулийн тусгай тохиолдлууд юм.
Бүрэн нэг нь дараах байдлаар харагдах болно.
I=U/Z
Энд З – эсэргүүцэл хувьсах хэлхэээсэргүүцэл гэж нэрлэдэг.
Хэрэглээний хамрах хүрээ
Ом-ын хууль нь физикийн үндсэн хууль биш бөгөөд энэ нь бараг ямар ч практик нөхцөл байдалд тохирсон зарим утгыг бусдаас хамааралтай байлгах явдал юм. Тиймээс хууль ажиллахгүй байж болзошгүй нөхцөл байдлыг жагсаахад хялбар байх болно.
- Хэрэв цэнэгийн тээвэрлэгчдийн инерци байгаа бол, жишээлбэл, зарим өндөр давтамжийн цахилгаан талбарт;
- Хэт дамжуулагчд;
- Хэрэв утас нь гүйдлийн хүчдэлийн шинж чанар нь шугаман байхаа болих хүртэл халсан бол. Жишээлбэл, улайсдаг чийдэн дээр;
- Вакуум ба хийн радио хоолойд;
- Диод ба транзисторуудад.
Аливаа цахилгаан хэлхээ нь эх үүсвэрийг агуулсан байх ёстой цахилгаан эрчим хүчболон түүний залгамжлагч. Жишээ болгон батерей болон улайсдаг гэрлийн чийдэнгээс бүрдэх энгийн цахилгаан хэлхээг авч үзье.
Зай бол цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэр, чийдэн нь хүлээн авагч юм. Цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэрийн туйлуудын хооронд боломжит зөрүү (+ ба -) байдаг бөгөөд хэлхээг хаах үед түүнийг тэнцүүлэх үйл явц нь цахилгаан хөдөлгөгч хүчний нөлөөн дор эхэлдэг бөгөөд үүнийг EMF гэж товчилдог. Цахилгаан гүйдэл нь хэлхээгээр урсдаг, ажил хийдэг - гэрлийн чийдэнгийн спираль халааж, спираль гэрэлтэж эхэлдэг.
Ийм байдлаар цахилгаан эрчим хүчийг дулааны болон гэрлийн энерги болгон хувиргадаг.
Цахилгаан гүйдэл (J) нь цэнэгтэй бөөмс, энэ тохиолдолд электронуудын дараалсан хөдөлгөөн юм.
Электронууд сөрөг цэнэгтэй тул хөдөлгөөн нь тэжээлийн эх үүсвэрийн эерэг (+) туйл руу чиглэнэ.
Энэ тохиолдолд гэрлийн хурдаар цахилгаан хэлхээгээр дамжуулан (+) эх үүсвэрээс (-) хүртэл (электронуудын хөдөлгөөн рүү) тархдаг цахилгаан соронзон орон үргэлж үүсдэг. Уламжлал ёсоор бол цахилгаан гүйдэл (J) эерэг (+) туйлаас сөрөг (-) руу шилждэг гэж үздэг.
Электронуудын дараалсан хөдөлгөөн болор тордамжуулагч бодис саадгүй өнгөрдөггүй. Электронууд нь бодисын атомуудтай харилцан үйлчилж, түүнийг халаахад хүргэдэг. Тиймээс бодис нь байна эсэргүүцэл(R) дундуур урсаж, цахилгаан гүйдэл. Эсэргүүцлийн утга нь ижил гүйдлийн утгад их байх тусам халаалт илүү хүчтэй болно.
Цахилгаан эсэргүүцэл гэдэг нь цахилгаан хэлхээний (эсвэл түүний хэсэг) цахилгаан гүйдлийн эсэргүүцлийг тодорхойлсон утга юм. Омаха. Цахилгаан хүчдэл(U) - цахилгаан гүйдлийн эх үүсвэрийн боломжит зөрүүний хэмжээ. Цахилгаан хүчдэл(U), цахилгаан эсэргүүцэл(R), цахилгаан Одоогийн(J) нь хамгийн энгийн цахилгаан хэлхээний үндсэн шинж чанарууд бөгөөд тэдгээр нь хоорондоо тодорхой харилцаатай байдаг;
| Хүчдэл. | ||
| Эсэргүүцэл. | ||
| Одоогийн хүч чадал. | ||
| Хүч. | ||
Дээрх Ом хуулийн тооцоолуурыг ашиглан та ямар ч цахилгаан хүлээн авагчийн гүйдэл, хүчдэл, эсэргүүцлийн утгыг хялбархан тооцоолж болно. Мөн хүчдэл ба гүйдлийн утгыг орлуулах замаар та түүний хүчийг тодорхойлж болно, мөн эсрэгээр.
Жишээлбэл, та цахилгаан хэрэглэж буй гүйдлийг олж мэдэх хэрэгтэй. данх, хүч 2.2 кВт.
"Хүчдэл" баганад бид сүлжээнийхээ хүчдэлийн утгыг вольтоор орлуулна - 220.
"Эрчим хүч" баганад үүний дагуу 2200 ватт (2.2 кВт) -ын хүчийг оруулна уу "Одоогийн хүчийг олж мэдэх" товчийг дарна уу - бид үр дүнг ампераар авна - 10. Хэрэв та "эсэргүүцэл" товчийг дарвал, Үүнээс гадна та манай данхны цахилгаан эсэргүүцлийг түүний ажиллах явцад олж мэдэх боломжтой - 22 Ом.
Дээрх тооны машиныг ашиглан та хялбархан тооцоолж болно нийт эсэргүүцлийн утгазэрэгцээ холбогдсон хоёр резисторын хувьд.
Кирхгофын хоёр дахь хуульд: хаалттай цахилгаан хэлхээнд emf-ийн алгебрийн нийлбэр нь хэлхээний бие даасан хэсгүүдийн хүчдэлийн уналтын алгебрийн нийлбэртэй тэнцүү байна. Энэ хуулийн дагуу доорх зурагт үзүүлсэн хэлхээний хувьд бид дараахь зүйлийг бичиж болно.
R rev =R 1 +R 2
Энэ нь хэзээ цуваа холболтхэлхээний элементүүдийн хувьд хэлхээний нийт эсэргүүцэл нь түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн эсэргүүцлийн нийлбэртэй тэнцүү бөгөөд хүчдэл нь тэдгээрийн хоорондох эсэргүүцэлтэй пропорциональ байна.
Жишээлбэл, in Шинэ жилийн зүүлт 220 вольтын сүлжээнд холбогдсон 2.5 вольтын хүчдэлд зориулагдсан 100 жижиг ижил чийдэнгээс бүрдэх чийдэн тус бүр нь 220/100 = 2.2 вольт байх болно.
Мэдээжийн хэрэг, ийм нөхцөлд тэр аз жаргалтай ажиллах болно.
Хувьсах гүйдлийн.
Хувьсах гүйдэл нь шууд гүйдлээс ялгаатай нь тогтмол чиглэлтэй байдаггүй. Жишээлбэл, энгийн гэр ахуйн цахилгаан эрчим хүч. сүлжээнүүд 220 вольт 50 герц, нэмэх, хасах нь секундэд 50 удаа байраа солино. Тогтмол гүйдлийн хэлхээнд зориулсан Ом ба Кирхгофын хуулиуд нь хувьсах гүйдлийн хэлхээнд хамаарах бөгөөд зөвхөн цахилгаан хүлээн авагчид хамаарна. идэвхтэйэсэргүүцэл нь цэвэр хэлбэрээр, өөрөөр хэлбэл янз бүрийн гэх мэт халаалтын элементүүдболон улайсдаг гэрлийн чийдэн.
Түүнээс гадна бүх тооцоог ашиглан хийсэн хүчинтэйгүйдэл ба хүчдэлийн утга. Үр дүнтэй хүчний үнэ цэнэ Хувьсах гүйдлийнтоон хувьд тэнцүү байна дулааны нөлөө DC хүч. Үр дүнтэй үнэ цэнэ J хувьсагч = 0.707*JтогтмолҮр дүнтэй үнэ цэнэ Uvariable = 0.707*ТогтмолЖишээлбэл, манай гэрийн сүлжээнд Одоогийнутга учир Хувьсах гүйдлийн хүчдэл - 220 вольт,ба түүний хамгийн их (далайц) утга = 220*(1 / 0.707) = 310 вольт.
Цахилгаанчин хүний өдөр тутмын амьдрал дахь Ом ба Кирхгофын хуулиудын үүрэг.
Таныг гүйцэтгэж байна хөдөлмөрийн үйл ажиллагаа, цахилгаанчин (үнэхээр хэн ч, хүн бүр) эдгээр үндсэн хууль, дүрмийн үр дагавартай өдөр бүр тулгардаг, бодит байдал дээр амьдардаг гэж хэлж болно. Тэр ашигладаг уу онолын мэдлэг, янз бүрийн хэлбэрээр маш их бэрхшээлтэй олж авсан боловсролын байгууллагууд, өдөр тутмын ажилд зориулагдсан хөдөлмөрийн үүрэг хариуцлага?
Дүрмээр бол - үгүй! Ихэнх тохиолдолд үүнийг хийх нь энгийн байдаг - энгийн, ямар ч шаардлагагүй тохиолдолд.
Учир нь өдөр тутмын ажилердийн цахилгаанчин бол оюун санааны тооцооллоос бүрддэггүй, харин эсрэгээр, олон жилийн туршид тодорхой, боловсронгуй бие махбодийн үйлдлүүдээс бүрддэг. Энэ нь та огт бодох шаардлагагүй гэсэн үг биш юм. Үүний эсрэгээр - энэ мэргэжлээр тууралт гарсан үйлдлийн үр дагавар нь заримдаа маш үнэтэй байдаг.
Заримдаа цахилгаанчдын дунд сонирхогч дизайнерууд байдаг ч ихэнхдээ тэд шинийг санаачлагчид байдаг. Эдгээр хүмүүс үе үе өөрт байгаа онолын мэдлэгээ хувийн хэрэгцээнд болон төрөл бүрийн үйлдвэрлэлийнхээ ашиг тусын тулд төрөл бүрийн төхөөрөмж бүтээж, бүтээж, сайн сайхны төлөө ашигладаг. Ом ба Кирхгофын хуулиудыг мэдэхгүй бол ирээдүйн төхөөрөмжийн хэлхээг бүрдүүлдэг цахилгаан хэлхээг тооцоолох нь бүрэн боломжгүй юм.
Ерөнхийдөө Ом ба Кирхгофын хуулиуд нь цахилгаанчин гэхээсээ илүү дизайны инженерийн "хэрэгсэл" гэж хэлж болно.