Razmerje med jakostjo toka v odseku vezja in napetostjo na koncih tega odseka je ugotovil tudi G. Ohm in se imenuje Ohmov zakon za odsek vezja. Jakost toka v odseku vezja sorazmerno z napetostjo na koncih odseka:
jaz= s U.
Fizikalna količina, recipročna s,
Prikazuje, kako dobro se območje upira toku toka, in se izkaže, da je enako Električni upor odseka vezja, uveden pri opisu zaprtega kroga.
Ohmov zakon je največkrat zapisan v obliki
jaz = U/R.
Enota električni upor v SI je ohm (Ohm).
Za smer toka v teoriji električna vezja smer gibanja pozitivno nabitih delcev je sprejeta, zato je v kovinskih prevodnikih smer toka nasprotna gibanju prevodnih elektronov, ki se dejansko gibljejo skozi kovino.
Serijska in vzporedna vezava elementov električnega vezja
Električni tok teče noter pravi sistemi prek elementov, povezanih na različne načine.
Slika 7 prikazuje vezje, sestavljeno iz tokovnega vira, ampermetra A, upor R in ključ TO, sklenitev vezja.
Ta način povezovanja elementov električnega tokokroga (izhod prejšnjega elementa je povezan z vhodom naslednjega) se imenuje Dosledno. V njem naboj, ki teče skozi en element vezja, teče tudi skozi drug element, zato je jakost toka v vsakem zaporedno vezanem elementu vezja enaka:
jaz = IR = IK = I.A. = Iε.
Jakost toka merimo z ampermetrom, ki je vedno zaporedno vezan na tokokrog.
Druga metoda povezovanja elementov električnega tokokroga je vzporedna, pri kateri so vsi vhodni konci ali priključki elementov povezani v točki. A, vikend pa je na piko IN(slika 8).
Pri približevanju odseku vezja s takšno povezavo elementov se naboji razširijo po njih; trenutna vrednost pred razvejanjem je enaka vsoti trenutnih vrednosti v elementih:
jaz = jaz 1 + jaz 2 +…+ IN.
Če skozi voltmeter teče majhen tok, ki se odcepi od glavnega tokokroga (ima velik notranji upor), potem voltmeter zelo malo izkrivlja delovanje vezja. Odčitki voltmetra v tem primeru so naslednji: UV = IV avtodom.
Idealen voltmeter je tisti z neskončno visokim uporom, medtem ko je idealen ampermeter tisti z ničelnim notranjim uporom.
Značilnost vzporedne povezave elementov je enakost napetosti na njih, saj za vse elemente
U= j A– j B.
Če odsek vezja vsebuje več zaporedno povezanih uporov, je tok skozi vse upore enak, napetost na vsakem od njih pa je enaka. IR 1, IR 2 itd., napetost na koncih odseka
U = IR 1 + IR 2 + …,
Zato trenutna jakost jaz zunaj danega odseka vezja se ne bo spremenil, če ta odsek zamenjamo z enim uporom
R Skupaj = R 1 + R 2 + … + Rn.
Če odsek vezja z napetostjo U vsebuje več uporov, ki so na koncih povezani vzporedno, potem je jakost toka v vsakem uporu taka, da
jaz 1R 1 = jaz 2R 2 = … = U,
jaz = jaz 1 + jaz 2 + …
Torej, če se ta del nadomesti z enim uporom z uporom
,
Potem se tok v vezju zunaj tega odseka ne bo spremenil.
Izračun tokov in napetosti na različna področja verige
V električnih vezjih s poljubno povezavo elementov (slika 9) je potrebno:
1. Izberite območja, kjer so elementi povezani zaporedno ali vzporedno.
2. Zamenjajte upore na teh področjih z enim uporom, skupnim uporom R Seštevek tega ne bo spremenil jakosti toka v preostalih odsekih vezja.
3. Ponovno ponovite te korake, če ima novonastala veriga odseke s skladnimi oz vzporedna povezava elementi. Posledično mora biti vezje enakovredno vezju z enim uporom, priključenim na vir toka.
Če vezje nima odsekov, povezanih izrecno zaporedno ali izrecno vzporedno, je koristno upoštevati naslednja splošna načela:
1. Vsota tokov, ki vstopajo v vozlišče vezja (vzdolž njegovih različnih vej), je enaka vsoti tokov, ki zapuščajo vozlišče.
2. Če nekateri od elementov tvorijo zaprta zanka, ki ne vsebuje tokovnih virov in je smer električnega toka v njegovih odsekih določena, nato pa se pri kroženju po tokokrogu izračuna vsota produktov tokov in uporov posameznih odsekov (ob upoštevanju smeri toka) je enako nič. Na primer za spletno mesto ABCD(slika 10)
0 = (j A– j B) + (j B– j C) + (j C– j D) + (j D– j A) = jaz 1R 1 – jaz 2R 2 + jaz 3R 3 + jaz 4R 4.
3. Če odsek vezja z znano smerjo električnega toka jaz vsebuje tokovni vir, potem je bolje ta del razdeliti na dva dela: eden naj bo s tokovnim virom brez notranjega upora, drugi pa z uporom R, kar je enako notranjemu uporu tokovnega vira. Potem je potencialna razlika na prvem od njih po velikosti enaka EMF tokovnega vira, na drugem pa je potencialna razlika enaka Ir(lahko se uporabi točka 2). Predznak potencialne razlike izberemo glede na to, da je potencial pozitivnega pola tokovnega vira višji, potencial na uporu pa tam, kjer teče električni tok, višji. Na primer v odseku verige na vrhu slike 11
J1 – j3 = (j1 – j2) + (j2 – j3) = Ir – ,
In na odseku verige na dnu slike 11
J1 – j3 = (j1 – j2) + (j2 – j3) = – Ir – .
Tako je napetost, izmerjena z idealnim voltmetrom na sponkah tokovnega vira, enaka U= če je notranji upor tokovnega vira enak nič (slika 12, A). Pri normalni uporabi, ko električni tok teče od (+) priključka do (–) priključka Po zunanjem krogu, napetost U = – Ir(Slika 12, B). Če je vir toka baterija, ki se polni iz drugega vira toka (slika 12, IN), tako da električni tok teče od (+) priključka do (–) priključka Znotraj samega tokovnega vira, To U = + Ir.
Ko je napetost na sponkah tokovnega vira konstantna, se tokovni vir pokliče Vir napetosti.
4. Če so smeri električnih tokov v tokokrogu neznane, jih je treba izbrati poljubno.
Pravilna uporaba lastnosti električnih vezij bo vodila do sistema enačb, katerih rešitev bo določila velikost in smer električnega toka. Če se jakost toka izkaže za negativno, torej v tem odseku vezja električni tok teče v smeri, nasprotni tisti, ki je bila prvotno izbrana.
To je količina vode v določenem časovnem obdobju.
Zdaj pa razmislimo o takem primeru. Namesto stolpa bomo imeli posodo z vodo, v katero so na različnih višinah posode preluknjane tri enake luknje. Ker je naša posoda napolnjena z vodo, bo torej tlak na dnu posode večji kot na njeni površini. Ali pa bo po analogiji z elektriko napetost na dnu večja kot na površini.
Kot lahko vidite, spodnji curek, ki je bližje dnu, strelja dlje od srednjega curka. In srednji curek strelja dlje od zgornjega. Upoštevajte, da so luknje povsod enakega premera. To pomeni, da lahko rečemo, da je odpornost vsake luknje na vodo enaka. V istem času je prostornina vode, ki izteče iz najnižje luknje, veliko večja od količine vode, ki izteče iz srednje in zgornje luknje. Kolikšna je količina vode, ki jo imamo v določenem časovnem obdobju? Da, to je trenutna moč!
Torej, kakšen vzorec vidimo tukaj? Glede na to, da je upor povsod enak, se izkaže, da Z naraščanjem napetosti raste tudi tok!
Mislim, da ima vsak od vas vrtna parcela, kjer gojite krompir, kumare in paradižnik. Vedno je nekje blizu tebe vodni stolp
Čemu je vodni stolp? No, za nadzor ravni porabe vode, pa tudi za ustvarjanje pritiska v ceveh, skozi katere voda prihaja na vašo vrtno parcelo. Ste že kdaj opazili, da je nekje na hribu zgrajen stolp? Zakaj se to počne? Za ustvarjanje pritiska. No, recimo, da je vaša vrtna parcela višja od vrha vodnega stolpa. Da, voda vas preprosto ne doseže! Fizika... zakon sklenjenih žil.
V redu, zdi se, da smo se zmotili.
Vsak ima v kuhinji in kopalnici pipo, skozi katero teče voda. Odločite se, da si umijete roke. Če želite to narediti, vklopite vodo s polno hitrostjo in začne teči v hitrem toku iz pipe:
Toda s tem pretokom vode niste zadovoljni, zato z obračanjem ročaja pipe zmanjšate pretok:
Kaj se je pravkar zgodilo?
S spreminjanjem upora pretoka z ročajem pipe ste zagotovili, da je tok vode začel teči zelo šibek.
Naredimo analogijo te situacije z električnim tokom. Torej, kaj imamo? Pretočne napetosti nismo spreminjali. Nekje v daljavi je vodni stolp in ustvarja pritisk v ceveh. Vodnega stolpa se nimamo pravice dotikati, še manj pa ga rušiti). Zato je naša napetost konstantna in se ne spreminja. S ponovnim privijanjem ročaja pipe smo le spremenili upor cevi iz katere je pipa narejena ;-). Povečali smo odpornost. Kaj smo naredili s tokom vode? Začela je teči počasneje in bilo jo je manj! Se pravi, lahko rečemo, da se je število molekul vode v določenem časovnem obdobju pri popolnoma odprti in napol zaprti pipi izkazalo za različno ;-). No, spomnimo se, kakšna je moč toka ;-) Za tiste, ki ste pozabili, naj vas spomnim - to je število elektronov, ki tečejo skozi presek prevodnika v določenem časovnem obdobju. In kaj se je zgodilo s to trenutno močjo? Zmanjšala se je!
Sklepamo:
Ko se upor poveča, se tok zmanjša.
torej. Imamo naslednjo shemo oskrbe z vodo:
Zdaj pa si predstavljajte, da zalivate vrt in vi v 10 minutah morate napolniti vedro z vodo iz cevi. Niti sekundo prej in ne pozneje! Na vašem vrtu teče tok vode nekako takole:
Recimo, da imamo preprosto gumijasto cev, ki prihaja iz vodnega stolpa.Sosed je po nesreči avto parkiral ravno na cev in jo rahlo pritisnil
Vaš pretok vode se je začel zmanjševati. Se greš prepirat s sosedom? On je že odšel po opravkih in ne boste imeli časa napolniti vedra v 10 minutah. Trajalo bo več časa. Kako je to mogoče? Zakaj ne odpremo pipe pred vodnim stolpom malo večjo? In to dobra ideja! Pipo odpremo do konca in se prepričamo, da nivo vode v stolpu postane višji, kot je bil prej (čeprav imajo stolpi zaščito pred prelivanjem katere koli maksimalne ravni, vendar bomo to točko zaradi primera preskočili).
Toda težave ne pridejo same. Krmilni rele vodne črpalke na stolpu je pokvarjen! Črpalka črpa vodo in se ne izklopi! Stolp se preliva in pretok vode iz cevi je vsako sekundo večji in večji! Kaj narediti? Napolnili bomo svoje vedro v času, ki nam je na voljo! Sprostite se. Obstaja izhod! Da bi to naredili, zaženemo in malo zapremo pipo, s čimer zagotovimo, da pretok vode iz cevi teče kot prej;-).
Zdaj pa naredimo analogijo.
Kaj torej dobimo? Sosed je stisnil cev, kar pomeni povečana odpornost. Zato je naša trenutna moč postala manjša. Za vzpostavitev trenutne jakosti smo povečali napetost, to je nivo vode v stolpu.
Druga točka:
Nivo vode (napetost) na vodnem stolpu je začel naraščati zaradi dejstva, da se črpalka ni izklopila in je ves čas črpala vodo. Zato nam je tudi pretok vode (moč toka) začel naraščati. Za izenačitev jakosti toka smo povečana odpornost pipa ;-), s čimer se nivo vode v vodnem stolpu (napetost) vrne na normalno.
No, si videl vzorec? Toda nemški fizik Georg Ohm je te tri količine povezal med seboj in rezultat je bila boleče preprosta formula:
kje
jaz- to je moč toka, izražena v amperih (A)
U- napetost, izražena v voltih (V)
R- upor, izražen v Ohmih (Ohm)
No, preprosto je kot dva in dva, kajne? Ta zakon je poimenovan po odkritelju in se imenuje Ohmov zakon. To je najpomembnejši zakon v elektroniki, zato ga MORATE poznati.
§ 16. OMA-jev ZAKON
Razmerje med e. d. z uporom in jakostjo toka v zaprtem krogu je izražen z Ohmovim zakonom, ki ga lahko formuliramo na naslednji način: Jakost toka v zaprtem tokokrogu je premo sorazmerna z elektromotorno silo in obratno sorazmerna z uporom celotnega tokokroga..
Tok v vezju teče pod vplivom e. d.s; bolj e. d.s. vir energije, večji je tok v sklenjenem krogu. Upor vezja preprečuje prehod toka, torej, kot večji odpor tokokroga, manjši je tok.
Ohmov zakon lahko izrazimo z naslednjo formulo:
kjer je r upor zunanjega dela vezja,
r 0 - upor notranjega dela vezja.
V teh formulah je jakost toka izražena v amperih, npr. d.s. - v voltih, upor - v ohmih.
Za izražanje majhnih tokov se namesto ampera uporablja enota, tisočkrat manjša od ampera, imenovana miliamper ( ma); 1 A - 1000 ma.
Odpornost celotnega tokokroga:
Če pod vplivom e. d.s. ob 1 V v sklenjenem krogu teče tok 1 A, potem je upor takega vezja 1 ohm, tj. 1 ohm =
Ohmov zakon ne velja samo za celotno vezje, ampak tudi za kateri koli njegov del.
Če odsek vezja ne vsebuje vira energije, se pozitivni naboji v tem odseku premikajo od točk z višjim potencialom do točk z nižjim potencialom. Vir energije porabi določeno količino energije za ohranjanje potencialne razlike med začetkom in koncem tega odseka. Ta potencialna razlika se imenuje napetost med začetkom in koncem zadevnega odseka.
Tako z uporabo Ohmovega zakona na odseku vezja dobimo:
Ohmov zakon je mogoče formulirati na naslednji način: Jakost toka v odseku električnega tokokroga je enaka napetosti na sponkah tega odseka, deljeni z njegovim uporom.
Napetost na odseku vezja je enaka produktu toka in upora tega odseka, tj. U = Ir.
Iz izraza Ohmovega zakona za zaprt krog dobimo
kje Ir. - padec napetosti v uporu r., tj. v zunanjem tokokrogu ali z drugimi besedami napetost na sponkah vira energije (generatorja) U,
Ir 0 - padec napetosti upora r 0., tj. znotraj vira energije (generatorja); določa del e. d. s, ki se porabi za prevajanje toka skozi notranji upor vira energije.
Za merjenje toka v tokokrogu je naprava, imenovana ampermeter(miliampermeter). Napetost, kot je navedeno zgoraj, se meri z voltmetrom. Simbol za ampermeter in voltmeter je prikazan na sl. 15, a. Za vklop ampermetra je tokovno vezje prekinjeno in na prelomni točki so konci žic priključeni na sponke ampermetra (slika 15, b). Tako skozi napravo teče celoten izmerjeni tok; takšna vključitev se imenuje dosledno. Voltmeter je povezan z začetkom in koncem odseka vezja; ta povezava voltmetra se imenuje vzporedno. Voltmeter kaže padec napetosti na določenem območju. Če je voltmeter priključen na zač 
zunanji tokokrog - do pozitivnega pola vira energije in do konca zunanjega tokokroga - do negativnega pola vira energije, potem bo pokazal padec napetosti v celotnem zunanjem tokokrogu, ki bo hkrati napetost na sponkah vira energije.
Napetost na sponkah vira energije (generatorja) je enaka razliki med emf. in padec napetosti na notranjem uporu tega vira, tj.
U=E – Ir 0(25)
Če zmanjšamo upor zunanjega tokokroga r, potem upor celotnega vezja r + r 0 se bo tudi zmanjšal, tok v tokokrogu pa se bo povečal. Ko se tok poveča, napetost znotraj vira energije pade ( Ir 0) se bo povečalo, saj bo notranji upor r 0 vir energije ostane nespremenjen. Posledično, ko se upor zunanjega tokokroga zmanjša, se zmanjša tudi napetost na sponkah vira energije. Če so sponke vira energije povezane z vodnikom z uporom, ki je skoraj enak nič, potem je tok v tokokrogu I = .
Ta izraz določa največji tok, ki ga je mogoče dobiti v vezju danega vira.
Če je upor zunanjega vezja skoraj nič, se ta način pokliče kratek stik.
Za vire energije z nizkim notranjim uporom, na primer za električne generatorje (električne stroje) in kislinske baterije, kratek stik To je zelo nevarno - lahko onemogoči te vire.
Do kratkega stika pride precej pogosto, na primer zaradi okvare izolacije žic, ki povezujejo sprejemnik z virom napajanja. Brez izolacijskega pokrova kovinske (običajno bakrene) linearne žice v medsebojnem stiku tvorijo zelo majhen upor, ki ga v primerjavi z uporom sprejemnika lahko vzamemo za nič.
Za zaščito električne opreme pred tokovi kratkega stika se uporabljajo različne varnostne naprave.
Primer 1. Polnilna baterija z e. d.s. 42 V in notranji upor 0,2 ohm zaprt za sprejemnik energije z uporom 4 ohm. Določite tok v tokokrogu in napetost na sponkah baterije.
Primer 2. Kislinski akumulator ima e. d.s. 2 V in notranji upor - r 0 =0,05 ohm Ko je na baterijo priključen zunanji upor, je tok 4 A. Določite upor zunanjega tokokroga.
Primer 3. Generator DC ima notranji upor 0,3 ohm. Določite e. d.s. generator, če ga vklopite na sprejemnik energije z uporom 27,5 ohm napetost je na sponkah generatorja nastavljena na 110 V.
Tok, ki teče v zaprtem tokokrogu, je mogoče najti iz naslednjega izraza:
E, d.s. generator je enak:
E=U+Ir=110+4 0,3=111,2 V.
Primer 4. Baterija kislinskih baterij z e. d.s. 220 V in notranji upor 0,5 ohm se je izkazalo za kratek stik. Določite tok v vezju.
Ker je za vrsto baterije, ki je navedena v primeru, med običajnim (deseturnim) praznjenjem tok 3,6 A, potem je tok 440 A zagotovo nevaren za celovitost baterije.
Georg Simon Ohm je svoje raziskave začel po navdihu znamenitega dela Jeana Baptista Fourierja, »Analitična teorija toplote«. V tem delu je Fourier toplotni tok med dvema točkama predstavil kot temperaturno razliko in spremembo toplotni tok povezana z njegovim prehodom čez oviro nepravilne oblike iz toplotnoizolacijskega materiala. Podobno je Ohm s potencialno razliko povzročil nastanek električnega toka.
Na podlagi tega je Om začel eksperimentirati z različne materiale dirigent. Da bi ugotovil njihovo prevodnost, jih je povezal zaporedno in jim prilagodil dolžino tako, da je bila jakost toka v vseh primerih enaka.
Za takšne meritve je bilo pomembno izbrati vodnike enakega premera. Ohm je z merjenjem prevodnosti srebra in zlata dobil rezultate, ki po sodobnih podatkih niso točni. Tako je Ohmov srebrni prevodnik prevajal manj električnega toka kot zlati. Sam Om je to pojasnil z besedami, da je bil njegov srebrni prevodnik prevlečen z oljem in zaradi tega očitno poskus ni dal natančnih rezultatov.
Vendar to ni bila edina težava, s katero so imeli težave fiziki, ki so se takrat ukvarjali s podobnimi poskusi z elektriko. Velike težave pri pridobivanju čistih materialov brez primesi za poskuse in težave pri kalibraciji premera prevodnika so popačile rezultate preskusa. Še večja zatika je bila, da se je jakost toka med preizkusi nenehno spreminjala, saj je bil vir toka spremenljiv kemični elementi. V takih pogojih je Ohm izpeljal logaritemsko odvisnost toka od upora žice.
Malo kasneje je nemški fizik Poggendorff, ki se je specializiral za elektrokemijo, predlagal, naj Ohm zamenja kemične elemente s termoelementom iz bizmuta in bakra. Om je znova začel svoje poskuse. Tokrat je kot baterijo uporabil termoelektrično napravo, ki jo poganja Seebeckov učinek. Nanj je zaporedno povezal 8 bakrenih vodnikov enakega premera, a različnih dolžin. Za merjenje toka je Ohm obesil magnetno iglo na vodnike s kovinsko nitjo. Tok, ki teče vzporedno s to puščico, jo je premaknil vstran. Ko se je to zgodilo, je fizik sukal nit, dokler se puščica ni vrnila v prvotni položaj. Glede na kot, pod katerim je bila nit zvita, bi lahko ocenili vrednost toka.
Kot rezultat novega poskusa je Ohm prišel do formule:
X = a / b + l
Tukaj X– intenzivnost magnetno polježice, l– dolžina žice, a– konstantna napetost vira, b – konstanta upora preostale elemente verige.
Če se obrnete na sodobni izrazi za opis te formule dobimo to X– moč toka, A – vir EMF, b + l– skupni upor tokokroga.
Ohmov zakon za odsek vezja
Ohmov zakon za ločen odsek tokokroga pravi: jakost toka v odseku tokokroga se poveča, ko se napetost poveča, in zmanjša, ko se upor tega odseka poveča.
I=U/R
Na podlagi te formule se lahko odločimo, da je upor prevodnika odvisen od potencialne razlike. Z matematičnega vidika je to pravilno, z vidika fizike pa je napačno. Ta formula je uporabna samo za izračun upora na ločenem odseku vezja.
Tako bo formula za izračun upora prevodnika v obliki:
R = p ⋅ l / s
Ohmov zakon za popolno vezje
Razlika med Ohmovim zakonom popolna veriga iz Ohmovega zakona za odsek vezja je, da moramo zdaj upoštevati dve vrsti upora. To je "R" upor vseh komponent sistema in "r" notranji upor vira elektromotorne sile. Formula ima tako obliko:
I = U / R + r
Ohmov zakon za izmenični tok
Izmenični tok se od enosmernega razlikuje po tem, da se v določenih časovnih obdobjih spreminja. Natančneje, spremeni svoj pomen in smer. Če želite tukaj uporabiti Ohmov zakon, morate upoštevati, da se upor v vezju z enosmernim tokom lahko razlikuje od upora v vezju z izmeničnim tokom. In drugače je, če so v vezju uporabljene komponente z reaktanco. Reaktanca je lahko induktivna (tuljave, transformatorji, dušilke) ali kapacitivna (kondenzator).
Poskusimo ugotoviti, kakšna je resnična razlika med reaktivnim in aktivnim uporom v tokokrogu z izmeničnim tokom. Morali bi že razumeti, da se vrednost napetosti in toka v takem vezju sčasoma spreminja in ima, grobo rečeno, valovno obliko.
Če prikažemo diagram, kako se ti dve vrednosti spreminjata skozi čas, dobimo sinusni val. Tako napetost kot tok se dvigneta od nič do največje vrednosti, nato pa, padata, preideta skozi nič in dosežeta največjo negativno vrednost. Po tem se ponovno dvignejo skozi nič do največje vrednosti in tako naprej. Ko rečemo, da sta tok ali napetost negativna, to pomeni, da se gibljeta v nasprotni smeri.
Celoten proces poteka z določeno frekvenco. Točka, kjer vrednost napetosti ali toka od najmanjše vrednosti, ki se dvigne do največje vrednosti, preide skozi nič, se imenuje faza.
Pravzaprav je to le predgovor. Vrnimo se k reaktivnemu in aktivnemu uporu. Razlika je v tem, da v tokokrogu z aktivnim uporom trenutna faza sovpada z napetostno fazo. To pomeni, da vrednost toka in vrednost napetosti dosežeta maksimum v eni smeri hkrati. V tem primeru se naša formula za izračun napetosti, upora ali toka ne spremeni.
Če vezje vsebuje reaktanco, se fazi toka in napetosti premakneta druga od druge za ¼ periode. To pomeni, da ko tok doseže največjo vrednost, bo napetost enaka nič in obratno. Ko se uporabi induktivna reaktanca, napetostna faza "prehiteva" trenutno fazo. Pri uporabi kapacitivnosti trenutna faza "prehiteva" napetostno fazo.
Formula za izračun padca napetosti čez induktivno reaktanco:
U = I ⋅ ωL
kje L je induktivnost reaktanse in ω – kotna frekvenca (časovni odvod faze nihanja).
Formula za izračun padca napetosti čez kapacitivnost:
U = I / ω ⋅ C
Z– reaktančna kapacitivnost.
Ti dve formuli sta posebna primera Ohmovega zakona za spremenljiva vezja.
Celoten bo videti takole:
I=U/Z
Tukaj Z – impedanca spremenljivo vezje znan kot impedanca.
Področje uporabe
Ohmov zakon ni osnovni zakon v fiziki, je le priročna odvisnost nekaterih vrednosti od drugih, ki je primerna v skoraj vsaki praktični situaciji. Zato bo lažje našteti situacije, ko zakon morda ne deluje:
- Če obstaja vztrajnost nosilcev naboja, na primer v nekaterih visokofrekvenčnih električnih poljih;
- V superprevodnikih;
- Če se žica segreje do te mere, da tokovno-napetostna karakteristika preneha biti linearna. Na primer v žarnicah z žarilno nitko;
- V vakuumskih in plinskih radijskih ceveh;
- V diodah in tranzistorjih.
Vsako električno vezje nujno vsebuje vir električna energija in njen naslednik.
Kot primer razmislite o preprostem električnem vezju, sestavljenem iz baterije in žarnice z žarilno nitko.
Baterija je vir električne energije, žarnica je njen sprejemnik. Med poloma vira električne energije obstaja potencialna razlika (+ in -), ko se tokokrog sklene, se začne proces njegovega izenačevanja pod vplivom elektromotorne sile, skrajšano EMF. Električni tok teče skozi tokokrog, opravlja delo - segreje spiralo žarnice, spirala začne svetiti.
Na ta način se električna energija pretvarja v toplotno in svetlobno energijo.
Električni tok (J) je urejeno gibanje nabitih delcev, v tem primeru elektronov.
Elektroni imajo negativen naboj, zato je njihovo gibanje usmerjeno proti pozitivnemu (+) polu vira energije.
V tem primeru vedno nastane elektromagnetno polje, ki se širi od (+) do (-) vira (proti gibanju elektronov) po električnem tokokrogu s svetlobno hitrostjo. Tradicionalno velja, da se električni tok (J) giblje od pozitivnega (+) pola do negativnega (-) pola. Urejeno gibanje elektronov skozi kristalna mreža snov, ki je prevodnik, ne prehaja neovirano. Elektroni medsebojno delujejo z atomi snovi in povzročijo, da se ta segreje. Tako ima snov odpornost
Električni upor je količina, ki označuje upornost električnega tokokroga (ali njegovega odseka) na električni tok, merjeno v Omaha. Električni napetost Električni(U) - velikost potencialne razlike vira električnega toka. kristalna mreža Električni (U), električni(R), električni
| trenutno | ||
| (J) so osnovne lastnosti najpreprostejšega električnega tokokroga so med seboj v določenem razmerju. | ||
| Napetost. | ||
| Odpornost. | ||
Ugotovite moč.
Ponastavi vse vrednosti.
Z zgornjim kalkulatorjem Ohmovega zakona lahko preprosto izračunate vrednosti toka, napetosti in upora katerega koli sprejemnika električne energije. Tudi z zamenjavo vrednosti napetosti in toka lahko določite njegovo moč in obratno.
Na primer, morate ugotoviti tok, ki ga porabi električna energija. grelnik vode, moč 2,2 kW.
V stolpcu »Napetost« nadomestimo vrednost napetosti našega omrežja v voltih - 220. V stolpcu "Moč" v skladu s tem vnesite vrednost moči v vatih 2200 (2,2 kW) Pritisnite gumb "Ugotovite trenutno moč" - dobimo rezultat v amperih - 10. Če nato pritisnete gumb "Odpornost", lahko ugotovite tudi električni upor našega kotlička med njegovim delovanjem - 22 ohmov. Z zgornjim kalkulatorjem lahko enostavno izračunate
skupna vrednost upora
za dva vzporedno povezana upora.
Drugi Kirchhoffov zakon pravi: v sklenjenem električnem tokokrogu je algebraična vsota EMF enaka algebraični vsoti padcev napetosti v posameznih odsekih tokokroga. V skladu s tem zakonom lahko za vezje, prikazano na spodnji sliki, zapišemo: R rev =R 1 +R 2 Se pravi, kdaj
serijsko povezavo elementov vezja je skupni upor vezja enak vsoti uporov njegovih sestavnih elementov, napetost pa je porazdeljena med njimi sorazmerno z uporom vsakega. Na primer v
Novoletna girlanda
sestavljen iz 100 majhnih enakih žarnic, od katerih je vsaka zasnovana za napetost 2,5 voltov, priključenih na omrežje 220 voltov, vsaka žarnica bo imela 220/100 = 2,2 volta.
Izmenični tok, za razliko od enosmernega, nima stalne smeri. Na primer v navadni gospodinjski elektriki. omrežja 220 voltov 50 hercev, plus in minus zamenjata mesta 50-krat na sekundo. Ohmov in Kirchhoffov zakon za tokokroge enosmernega toka veljata tudi za tokokroge izmeničnega toka, vendar le za električne sprejemnike z aktivna odpornosti v čisti obliki, torej kot razna grelni elementi in žarnice z žarilno nitko.
Poleg tega so vsi izračuni narejeni z veljaven vrednosti toka in napetosti. Efektivna vrednost sile AC številčno enak ekvivalentu toplotni učinek DC napajanje. Efektivna vrednost Jspremenljivka = 0,707*Jkonstanta Efektivna vrednost Uspremenljivka = 0,707*Ukonstanta Na primer v domačem omrežju trenutno pomen - AC napetost 220 voltov, in njegova največja (amplitudna) vrednost =
220*(1 / 0,707) = 310 voltov.
Vloga Ohmovih in Kirchhoffovih zakonov v vsakdanjem življenju električarja. Izvajanje vašega delovna dejavnost , električar (povsem vsak in vsak), se dnevno sooča s posledicami teh temeljnih zakonitosti in pravil, lahko bi rekli, živi v njihovi realnosti. Ali uporablja teoretično znanje , z veliko težavo pridobljeno v različnih izobraževalne ustanove , za dnevno rutino?
delovne obveznosti
Praviloma - ne! Najpogosteje je preprosto - preprosto, brez kakršne koli potrebe - to storiti. Za vsakodnevno delo
običajnega električarja, sploh ni sestavljen iz miselnih izračunov, ampak, nasprotno, iz jasnih, z leti izpiljenih fizičnih dejanj. To ne pomeni, da vam sploh ni treba razmišljati.
Ravno nasprotno – navsezadnje so posledice nepremišljenih dejanj v tem poklicu včasih zelo drage.