Sự kết nối của các phần tử có thể nối tiếp, song song và hỗn hợp. Hãy tính các giá trị cho cả ba phương án. Để tính giá trị của các đại lượng này, chúng tôi áp dụng định luật Ohm cho một phần của mạch điện, một định luật nổi tiếng ở trường: Tôi=U/R; U=I*R; R=U/I.
Mạch đơn giản
Ở đây định luật Ohm cho một phần của mạch điện xem xét các thông số của một thiết bị tiêu thụ (có thể là động cơ hoặc bóng đèn), có điện trở R. Khi có điện gặp nó thì nó hoạt động. Chính trên rào cản này mà nó được tạo ra sự khác biệt tiềm năng. Hãy lấy R=10 Ohm làm người tiêu dùng.
Bằng cách kết nối pin 9 V với R, chúng tôi xác định cường độ dòng điện: Tôi=U/R=9/10=0,9 A.
Nêu biêt được R, đo lường TÔI, bạn có thể tìm ra mức độ giảm trên điện trở: Tôi*R=0,9*10=9 B. Tôi*R gọi điện sụt áp.
R có thể được tính bằng cách đo vôn trên nó và ampe đi qua nó. R=U/I=9B/0.9A=10.
Thông thường cần phải xác định công suất đầu vào R để chắc chắn về khả năng tản nhiệt do điện tạo ra. Sự tiêu thụ năng lượng Р=I 2 *R=0,9 2 A*10=8,1 Trọng lượng. Cần chọn công suất tiêu tán không nhỏ hơn công suất tính toán, nếu không khói sẽ thoát ra. Trong trường hợp của chúng tôi, chúng tôi chọn loại tiêu chuẩn 10 W, loại nhỏ hơn chỉ là 7,5 W.
Kết nối song song
Bây giờ hãy tăng độ khó của phần này. Hãy tưởng tượng người tiêu dùng là R1 (10 Ohm) và R2 (5 Ohm). Giá trị của R đã thay đổi và có hai đường dẫn xuất hiện. Chỉ có 9 V là không thay đổi. 
Để tính ampe đến các nhánh, bạn cần biết tổng R. Khi nào kết nối song song R được tính bằng công thức 1/R=1/R1+1/R2+1/Rn... Đối với hai phần tử, nó trông như thế này: R=R1*R2/(R1+R2); R=10*5/(10+5)=3,3. Xin lưu ý: trong sơ đồ như vậy, R kết quả luôn nhỏ hơn giá trị nhỏ nhất.
Chúng ta tìm thấy Tôi=9/3.3=2.7 A. Tổng R cũng được xác định bằng cách đo tổng dòng điện (kết quả đo cho thấy 2,7 A). Sau đó R=9/2,7=3,3.
Hãy tính toán từng nhánh riêng biệt. Tất cả các điện trở đều là 9 V. Biết Rn, chúng ta có thể tính được ampe của nhánh. Đối với chi nhánh đầu tiên - I1=9V/R1=9/10=0,9 A. Cho lần thứ hai - I2=9V/R2=9V/5=1,8. Chi tiết quan trọng: tổng dòng điện của tất cả các nhánh bằng tổng dòng điện. Từ đây, I1=I-I2. Giá trị của R1 và R2 được xác định dựa trên cường độ dòng điện chạy vào chúng và điện áp được kết nối: R1=9V/I1 vân vân.
Bây giờ hãy xem pháp luật xử lý thế nào
Kết nối nối tiếp của tải.
Để tìm dòng điện trong mạch nối tiếp, bạn cần biết mạch đó có bao nhiêu ohm? Đối với một phần R nhất định, chúng tôi thấy điều này: R=R1+R2; R=10+5=15. Chúng tôi xác định Tôi=U/R; Tôi=9/15=0,6 A. Bây giờ chúng ta hãy quan tâm đến độ sụt điện áp trên các điện trở. Trên R1 - U1=I*R1=0,6*10=6 V.
Hãy nhìn xem: 6 V đã giảm trên R1 và tổng số là 9 V. Điều này có nghĩa là 3 V sẽ vẫn còn trên R2 (U2=9B-6B=3B). Hãy kiểm tra luật: U2=I*R2=0,6A*5=3 V. Đúng rồi.
Trong quá trình thực hiện, chúng ta đã biết được giá trị của điện thế tại điểm A so với nguồn âm - 3 V. Mạch này được gọi là chia điện áp: từ một chúng ta có được hai và cả hai đều có thể được sử dụng để cấp nguồn cho các mạch khác. Tất nhiên, chúng ta cần tính đến dữ liệu đầu vào của chúng, nhưng đó là một câu chuyện khác, mặc dù chúng ta cũng không thể làm gì nếu không có định luật Ohm đối với một phần của mạch điện.
Kết nối tải hỗn hợp
Kết nối hỗn hợp là sự kết hợp giữa song song và nối tiếp. Để tính toán, thuật toán tương tự được sử dụng đã được thảo luận trong các phiên bản trước. Bạn chỉ cần phân chia các nhánh theo phương án phù hợp.
Định luật Ohm cho một phần của mạch tuân theo
Định luật Ohm cho một mạch hoàn chỉnh.
Nó yêu cầu đưa vào tính toán các tham số Nguồn cấp. Đầu tiên, chúng ta hãy xem xét các tính năng của thiết bị. Bộ chỉnh lưu, pin, tế bào điện (pin thông thường), tế bào quang điện (đế pin năng lượng mặt trời) - hiện diện trong tất cả các nguồn sức đề kháng nội bộ. Trong bộ chỉnh lưu - cuộn dây máy biến áp và các cuộn dây liên quan, trong pin - chất điện phân và mức độ phát xạ của các điện cực. 
Bạn có bao giờ nhận thấy cách sạc pin được điều khiển không phải bằng vôn kế thông thường mà bằng phích cắm tải không? Cái nĩa này dùng để làm gì? Pin tạo ra điện áp nhưng chúng không được cung cấp đầy đủ: một phần ( tôi- đọc bên dưới) rơi vào rào cản bên trong của anh ấy. Ngã ba tải giống như mạch đã nghiên cứu của chúng ta, bao gồm một điện trở và một vôn kế mắc song song. bản thân nó không có khả năng tạo ra sự sụt giảm điện trở trong của pin. Vì vậy, một shunt điện trở thấp được mắc song song với nó, tạo ra tôi. Đây là cách chúng ta có thể đánh giá mức độ hoàn thành của việc sạc. Chỉ đo mức sạc của pin bằng vôn kế, chúng ta sẽ không nhận được kết quả cần thiết vì tổn thất trong pin sẽ không được tính đến.
Thứ mà bất kỳ máy phát điện nào cũng có khả năng tạo ra được gọi là sức điện động (EMF), và những gì xuất hiện mạng lưới điện — Vôn. Các đại lượng có liên quan như sau: EMF=Ir+IR. r là điện trở trong của nguồn; các giá trị còn lại đã được chúng ta biết. Bạn đã nhận được từ đây: U=EMF-Ir. Hai công thức này xác định định luật Ohm cho chuỗi hoàn chỉnh.
§ 2.4. Điện áp trên một đoạn mạch. Dưới điện áp ở một số khu vực mạch điện hiểu sự khác biệt tiềm năng giữa các điểm cực trị của phần này.
Trong bộ lễ phục. 2.5 cho thấy một phần của chuỗi, các điểm cực trị của nó được biểu thị bằng các chữ cái MỘT Và b. Hãy để dòng điện TÔI chảy từ một điểm MỘTđến điểm b(từ thế năng cao hơn đến thế năng thấp hơn). Vì vậy, thế năng của điểm MỘT(φ Một ) trên tiềm năng của điểm b( φ b ) bằng một giá trị bằng tích của dòng điện TÔIđể kháng cự R: φ Một = φ b+ IR.
Theo định nghĩa, điện áp giữa các điểm MỘT Và b U ab = φ Một - φ b .
Vì thế, U ab = IR, tức là điện áp trên điện trở bằng tích của dòng điện chạy qua điện trở và giá trị của điện trở này.
Trong kỹ thuật điện, hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở được gọi là điện áp trên điện trở hoặc điện áp rơi. Sau đó, hiệu điện thế ở hai đầu điện trở, tức là sản phẩm IR, chúng ta sẽ gọi nó là sụt áp.
Hướng dương của sự sụt giảm điện áp ở bất kỳ phần nào (hướng đọc điện áp này), được biểu thị trong hình bằng một mũi tên, trùng với hướng dương của dòng điện chạy qua một điện trở nhất định.
Đổi lại, chiều dương của số đếm hiện tại TÔI(dòng điện là đại số vô hướng) trùng với chiều dương của pháp tuyến với tiết diện dây dẫn khi tính dòng điện theo công thức, trong đó δ là mật độ dòng điện; - yếu tố diện tích mặt cắt ngang (để biết thêm chi tiết, xem § 20.1).
Chúng ta hãy xem xét câu hỏi về điện áp trong một phần của mạch không chỉ chứa điện trở mà còn cả emf.
Trong bộ lễ phục. 2.6, a, b chỉ ra các phần của một số mạch có dòng điện chạy qua TÔI. Hãy tìm hiệu điện thế (điện áp) giữa các điểm MỘT Và Với cho những khu vực này. A-tu viện,
U ac = φ Một - φ c (2.1)
Hãy để chúng tôi thể hiện tiềm năng của một điểm MỘT thông qua thế năng của điểm Với. Khi di chuyển từ một điểm Vớiđến điểm b ngược với hướng của EMF E(Hình 2.6, a) điểm thế năng b hóa ra là thấp hơn (ít hơn) so với tiềm năng của điểm Với, đến giá trị EMF E: φ b = φ c- E. Khi di chuyển từ một điểm Vớiđến điểm b theo chỉ đạo của EMF E(Hình 2.6, b) điểm thế năng b hóa ra là cao hơn (lớn hơn) tiềm năng của điểm Với, đến giá trị EMF E: φ b = φ c+ E.
Vì trong phần mạch không có nguồn EMF, dòng điện chạy từ nơi có điện thế cao hơn đến nơi có điện thế thấp hơn, trong cả hai mạch. Tiềm năng 2,6 điểm MỘT tiềm năng trên điểm bđến giá trị điện áp rơi trên điện trở R: φ Một = φ b+ IR. Vì vậy, đối với Hình. 2.6, một
φ Một = φ c- E+IR ,
bạn AC = φ Một - φ c= IR - E , (2.2)
cho hình. 2.6, b
φ Một = φ c+ E + IR ,
bạn AC = φ Một - φ c= IR + E. (2.2a)
Hướng điện áp dương bạn AC được chỉ định bởi một mũi tên từ MỘTĐẾN Với. Theo định nghĩa, bạn ca = φ c - φ Một , Đó là lý do tại sao bạn ca= - bạn AC ,T. Nghĩa là, sự thay đổi trong sự thay đổi (chuỗi) các chỉ số tương đương với sự thay đổi dấu của điện áp này. Do đó, điện áp có thể vừa dương vừa âm.
Xin chào các bạn độc giả thân mến của website Ghi Chú Thợ Điện..
Hôm nay tôi sẽ mở một phần mới trên trang web có tên là.
Trong phần này tôi sẽ cố gắng giải thích các vấn đề kỹ thuật điện cho bạn một cách rõ ràng và đơn giản. Tôi sẽ nói ngay rằng còn rất xa để đi sâu vào kiến thức lý thuyết Chúng tôi sẽ không làm vậy, nhưng chúng tôi sẽ tìm hiểu những điều cơ bản một cách tốt nhất.
Điều đầu tiên tôi muốn giới thiệu với bạn là định luật Ohm đối với một đoạn của chuỗi. Đây là luật cơ bản nhất mà mọi người nên biết.
Kiến thức về định luật này sẽ cho phép chúng ta xác định dễ dàng và chính xác các giá trị dòng điện, điện áp (chênh lệch điện thế) và điện trở trong một phần của mạch.
Ôm là ai? Một ít lịch sử
Định luật Ohm được phát hiện bởi nhà vật lý nổi tiếng người Đức Georg Simon Ohm vào năm 1826. Anh ấy trông như thế này đây.
Tôi sẽ không kể cho bạn toàn bộ tiểu sử của Georg Ohm. Bạn có thể tìm hiểu thêm về điều này trên các tài nguyên khác.
Tôi sẽ chỉ nói những điều quan trọng nhất.
Định luật cơ bản nhất của kỹ thuật điện được đặt theo tên ông, được chúng tôi tích cực sử dụng trong các phép tính phức tạp trong thiết kế, sản xuất và trong cuộc sống hàng ngày.
Định luật Ohm cho phần đồng nhất của chuỗi như sau:
I - giá trị cường độ dòng điện chạy qua một đoạn mạch (tính bằng ampe)
U - giá trị điện áp trên một phần của mạch (tính bằng vôn)
R – giá trị điện trở của đoạn mạch (đo bằng Ohms)
Nếu giải thích công thức bằng lời thì cường độ dòng điện tỉ lệ thuận với hiệu điện thế và tỉ lệ nghịch với điện trở của đoạn mạch.
Hãy tiến hành một thí nghiệm
Để hiểu công thức không phải bằng lời nói mà bằng việc làm, bạn cần lắp ráp sơ đồ sau:
Mục đích của bài viết này là trình bày rõ ràng cách sử dụng định luật Ohm cho một đoạn mạch điện. Vì vậy, tôi đã lắp ráp mạch này trên bàn làm việc của mình. Xem bên dưới cô ấy trông như thế nào.
Sử dụng phím điều khiển (chọn), bạn có thể chọn điện áp không đổi hoặc điện xoay chiềuở lối ra. Trong trường hợp của chúng tôi, điện áp không đổi được sử dụng. Tôi thay đổi mức điện áp bằng máy biến áp tự động trong phòng thí nghiệm (LATR).
Trong thí nghiệm của chúng tôi, tôi sẽ sử dụng điện áp trên một phần của mạch bằng 220 (V). Chúng tôi kiểm tra điện áp đầu ra bằng vôn kế.
Bây giờ chúng ta đã hoàn toàn sẵn sàng tiến hành thí nghiệm của riêng mình và kiểm tra định luật Ohm trong thực tế.
Dưới đây tôi sẽ đưa ra 3 ví dụ. Trong mỗi ví dụ, chúng ta sẽ xác định giá trị yêu cầu bằng 2 phương pháp: sử dụng công thức và thực tế.
Ví dụ 1
Trong ví dụ đầu tiên, chúng ta cần tìm dòng điện (I) trong mạch khi biết độ lớn của nguồn điện áp DC và giá trị điện trở bóng đèn LED.
Điện áp nguồn điện áp DC là U = 220 (V). Điện trở của bóng đèn LED là R = 40740 (Ôm).
Sử dụng công thức, chúng ta tìm thấy dòng điện trong mạch:
Tôi = U/R = 220/40740 = 0,0054 (A)
Chúng tôi mắc nối tiếp với bóng đèn LED, bật ở chế độ ampe kế và đo dòng điện trong mạch.
Màn hình vạn năng hiển thị dòng điện trong mạch. Giá trị của nó là 5,4 (mA) hoặc 0,0054 (A), tương ứng với dòng điện được tìm thấy theo công thức.
Ví dụ số 2
Trong ví dụ thứ hai, chúng ta cần tìm điện áp (U) của một phần mạch điện, biết cường độ dòng điện trong mạch và giá trị điện trở của bóng đèn LED.
Tôi = 0,0054 (A)
R = 40740 (Ôm)
Áp dụng công thức ta tìm được điện áp của đoạn mạch:
U = I*R = 0,0054 *40740 = 219,9 (V) = 220 (V)
Bây giờ hãy kiểm tra kết quả thu được một cách thực tế.
Chúng tôi kết nối song song một đồng hồ vạn năng được bật ở chế độ vôn kế với bóng đèn LED và đo điện áp.
Màn hình vạn năng hiển thị điện áp đo được. Giá trị của nó là 220 (V), tương ứng với điện áp được tìm thấy bằng công thức định luật Ohm cho một phần của mạch.
Ví dụ số 3
Trong ví dụ thứ ba, chúng ta cần tìm điện trở (R) của một đoạn mạch khi biết cường độ dòng điện trong mạch và giá trị điện áp của đoạn mạch.
Tôi = 0,0054 (A)
U = 220 (V)
Một lần nữa, hãy sử dụng công thức và tìm điện trở của phần mạch:
R = U/Tôi = 220/0,0054 = 40740,7 (Ôm)
Bây giờ hãy kiểm tra kết quả thu được một cách thực tế.
Chúng tôi đo điện trở của bóng đèn LED bằng đồng hồ vạn năng.
Giá trị kết quả là R = 40740 (Ôm), tương ứng với điện trở tìm được theo công thức.
Thật dễ dàng để nhớ định luật Ohm cho một phần của mạch điện!!!
Để không bị nhầm lẫn và dễ nhớ công thức, các bạn có thể sử dụng một gợi ý nhỏ mà mình có thể tự làm được.
Vẽ một hình tam giác và nhập các thông số của mạch điện vào đó như hình bên dưới. Bạn sẽ nhận được nó như thế này.
Làm thế nào để sử dụng nó?
Sử dụng tam giác gợi ý rất dễ dàng và đơn giản. Dùng ngón tay đóng thông số mạch cần tìm.
Nếu các tham số còn lại trên tam giác nằm ở cùng một mức thì chúng cần được nhân lên.
Nếu các tham số còn lại trên tam giác đều nằm ở ở các cấp độ khác nhau, thì cần phải chia tham số trên cho tham số dưới.
Với sự trợ giúp của hình tam giác gợi ý, bạn sẽ không bị nhầm lẫn trong công thức. Nhưng tốt hơn nên học nó như bảng cửu chương.
kết luận
Cuối bài viết tôi sẽ rút ra kết luận.
Dòng điện là dòng chuyển động có hướng của các electron từ điểm B có điện thế âm đến điểm A có điện thế dương. Và hiệu điện thế giữa các điểm này càng cao thì càng có nhiều electron di chuyển từ điểm B đến điểm A, tức là. Cường độ dòng điện trong mạch sẽ tăng khi điện trở mạch không đổi.
Nhưng điện trở của bóng đèn cản trở dòng điện. Vậy thì sao nhiều sức đề kháng hơn trong chuỗi ( kết nối nối tiếp nhiều bóng đèn), dòng điện trong mạch sẽ càng thấp ở điện áp nguồn không đổi.
tái bút Ở đây trên Internet, tôi tìm thấy một bộ phim hoạt hình vui nhộn nhưng có tính giải thích về chủ đề định luật Ohm cho một phần của mạch điện.
Georg Simon Ohm bắt đầu nghiên cứu của mình lấy cảm hứng từ tác phẩm nổi tiếng của Jean Baptiste Fourier, “Lý thuyết phân tích nhiệt”. Trong công trình này, Fourier biểu diễn dòng nhiệt giữa hai điểm dưới dạng chênh lệch nhiệt độ và sự thay đổi dòng nhiệt gắn liền với việc anh ta vượt qua chướng ngại vật hình dạng không đều làm bằng vật liệu cách nhiệt. Tương tự, Ohm gây ra sự xuất hiện của dòng điện bởi sự chênh lệch điện thế.
Dựa trên điều này, Om bắt đầu thử nghiệm với Vật liệu khác nhau Nhạc trưởng. Để xác định độ dẫn điện của chúng, ông nối chúng nối tiếp và điều chỉnh độ dài của chúng sao cho dòng điện bằng nhau trong mọi trường hợp.
Điều quan trọng đối với các phép đo như vậy là chọn dây dẫn có cùng đường kính. Ohm, đo độ dẫn điện của bạc và vàng, thu được kết quả mà theo dữ liệu hiện đại là không chính xác. Do đó, dây dẫn bạc Ohm dẫn điện ít hơn vàng. Bản thân Om đã giải thích điều này bằng cách nói rằng dây dẫn bạc của ông đã được phủ một lớp dầu và vì điều này, rõ ràng thí nghiệm đã không cho kết quả chính xác.
Tuy nhiên, đây không phải là vấn đề duy nhất mà các nhà vật lý lúc đó đang tham gia vào các thí nghiệm tương tự với điện gặp phải. Khó khăn lớn trong việc thu được vật liệu nguyên chất không lẫn tạp chất cho thí nghiệm và khó khăn trong việc hiệu chỉnh đường kính dây dẫn đã làm sai lệch kết quả thử nghiệm. Một trở ngại lớn hơn nữa là cường độ dòng điện liên tục thay đổi trong quá trình thử nghiệm vì nguồn dòng có thể thay đổi. nguyên tố hóa học. Trong những điều kiện như vậy, Ohm rút ra sự phụ thuộc logarit của dòng điện vào điện trở của dây.
Một lát sau, nhà vật lý người Đức Poggendorff, người chuyên về điện hóa, đề nghị Ohm thay thế các nguyên tố hóa học bằng cặp nhiệt điện làm từ bismuth và đồng. Om lại bắt đầu thí nghiệm của mình. Lần này anh sử dụng một thiết bị nhiệt điện chạy bằng hiệu ứng Seebeck làm pin. Với nó, ông nối thành dãy 8 dây dẫn đồng có cùng đường kính nhưng có độ dài khác nhau. Để đo dòng điện, Ohm treo một kim từ tính lên trên dây dẫn bằng một sợi kim loại. Dòng điện chạy song song với mũi tên này đã dịch chuyển nó sang một bên. Khi điều này xảy ra, nhà vật lý đã xoắn sợi chỉ cho đến khi mũi tên quay trở lại vị trí ban đầu. Dựa vào góc xoắn của sợi dây, người ta có thể đánh giá giá trị của dòng điện.
Là kết quả của một thí nghiệm mới, Ohm đã đạt được công thức:
X = a / b + l
Đây X– cường độ từ trường Dây điện, tôi- chiều dài dây, Một- điện áp nguồn không đổi, b – hằng số điện trở phần tử còn lại của chuỗi.
Nếu bạn chuyển sang thuật ngữ hiện đạiđể mô tả công thức này, chúng ta hiểu rằng X- cường độ hiện tại, MỘT – nguồn EMF, b + l – tổng sức đề kháng dây chuyền.
Định luật Ohm cho một đoạn mạch
Định luật Ohm đối với một phần riêng biệt của mạch nêu rõ: cường độ dòng điện trong một phần của mạch tăng khi điện áp tăng và giảm khi điện trở của phần này tăng.
Tôi=U/R
Dựa vào công thức này, chúng ta có thể quyết định rằng điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào hiệu điện thế. Từ quan điểm toán học, điều này đúng, nhưng từ quan điểm vật lý, nó sai. Công thức này chỉ áp dụng để tính điện trở trên một phần riêng biệt của mạch điện.
Như vậy, công thức tính điện trở dây dẫn sẽ có dạng:
R = p ⋅ l / s
Định luật Ohm cho mạch điện hoàn chỉnh
Sự khác biệt giữa định luật Ohm đối với một mạch điện hoàn chỉnh và định luật Ohm đối với một phần mạch điện là ở chỗ bây giờ chúng ta phải tính đến hai loại điện trở. Đây là “R” điện trở của tất cả các thành phần của hệ thống và “r” điện trở trong của nguồn điện động. Do đó công thức có dạng:
Tôi = U / R + r
Định luật Ohm cho dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều khác với dòng điện một chiều ở chỗ nó thay đổi trong khoảng thời gian nhất định. Cụ thể, nó thay đổi ý nghĩa và hướng của nó. Để áp dụng định luật Ohm ở đây, bạn cần tính đến điện trở trong mạch với DC có thể khác với điện trở của mạch điện xoay chiều. Và nó sẽ khác nếu các thành phần có điện kháng được sử dụng trong mạch. Điện kháng có thể là điện cảm (cuộn dây, máy biến áp, cuộn cảm) hoặc điện dung (tụ điện).
Chúng ta hãy thử tìm hiểu sự khác biệt thực sự giữa điện trở phản kháng và điện trở hoạt động trong mạch điện có Dòng điện xoay chiều. Bạn hẳn đã hiểu rằng giá trị của điện áp và dòng điện trong mạch như vậy thay đổi theo thời gian và nói một cách đại khái là có dạng sóng.
Nếu chúng ta vẽ sơ đồ hai giá trị này thay đổi như thế nào theo thời gian, chúng ta sẽ có được một sóng hình sin. Cả điện áp và dòng điện đều tăng từ 0 đến giá trị tối đa, sau đó giảm xuống, vượt qua 0 và đạt giá trị âm tối đa. Sau đó, chúng lại tăng từ 0 đến giá trị tối đa, v.v. Khi dòng điện hoặc điện áp được cho là âm, điều đó có nghĩa là nó chuyển động theo hướng ngược lại.
Toàn bộ quá trình xảy ra với một tần số nhất định. Điểm mà giá trị điện áp hoặc dòng điện từ giá trị tối thiểu tăng lên giá trị tối đa đi qua 0 được gọi là pha.
Thực chất đây chỉ là lời mở đầu. Hãy quay trở lại kháng cự phản ứng và kháng cự chủ động. Sự khác biệt là trong mạch có điện trở hoạt động, pha dòng điện trùng với pha điện áp. Nghĩa là, cả giá trị hiện tại và giá trị điện áp đều đạt cực đại theo một hướng cùng một lúc. Trong trường hợp này, công thức tính điện áp, điện trở hoặc dòng điện của chúng tôi không thay đổi.
Nếu mạch có điện kháng thì pha của dòng điện và điện áp lệch nhau ¼ chu kỳ. Điều này có nghĩa là khi dòng điện đạt giá trị cực đại thì điện áp sẽ bằng 0 và ngược lại. Khi sử dụng điện kháng cảm ứng, pha điện áp sẽ "vượt qua" pha hiện tại. Khi đặt điện dung vào, pha hiện tại sẽ "vượt qua" pha điện áp.
Công thức tính điện áp rơi trên điện kháng:
U = I ⋅ ωL
Ở đâu L là độ tự cảm của phản ứng và ω – tần số góc (đạo hàm theo thời gian của pha dao động).
Công thức tính điện áp rơi trên điện dung:
U = I / ω ⋅ C
VỚI- điện dung phản kháng.
Hai công thức này là trường hợp đặc biệt của định luật Ohm đối với mạch biến thiên.
Cái hoàn chỉnh sẽ trông như thế này:
Tôi=U/Z
Đây Z- tổng sức đề kháng mạch biến thiênđược gọi là trở kháng.
Phạm vi ứng dụng
Định luật Ohm không phải là định luật cơ bản trong vật lý, nó chỉ là sự phụ thuộc thuận tiện của một số giá trị vào các giá trị khác, phù hợp trong hầu hết mọi tình huống thực tế. Vì vậy, sẽ dễ dàng hơn khi liệt kê các tình huống mà luật pháp có thể không có tác dụng:
- Nếu có quán tính của các hạt mang điện, ví dụ như trong một số điện trường tần số cao;
- Trong chất siêu dẫn;
- Nếu dây nóng lên đến mức đặc tính dòng điện-điện áp không còn tuyến tính. Ví dụ, trong đèn sợi đốt;
- Trong các ống vô tuyến chân không và khí;
- Trong điốt và bóng bán dẫn.
Đây là lượng nước trong một khoảng thời gian nhất định.
Bây giờ chúng ta hãy xem xét một trường hợp như vậy. Thay vì một cái tháp, chúng ta sẽ có một bình chứa nước trong đó ba lỗ giống nhau được đục ở các độ cao khác nhau của bình. Vì bình của chúng ta chứa đầy nước nên ở đáy bình áp suất sẽ lớn hơn trên bề mặt. Hoặc, tương tự với điện, điện áp ở phía dưới sẽ lớn hơn ở bề mặt của nó.
Như bạn có thể thấy, tia phía dưới, gần phía dưới hơn, bắn xa hơn tia ở giữa. Và tia ở giữa bắn xa hơn tia trên. Xin lưu ý rằng các lỗ có cùng đường kính ở mọi nơi. Nghĩa là, chúng ta có thể nói rằng lực cản nước của mỗi lỗ là như nhau. Trong cùng một khoảng thời gian, thể tích nước chảy ra từ lỗ dưới cùng lớn hơn nhiều so với thể tích nước chảy ra từ lỗ giữa và lỗ trên cùng. Thể tích nước chúng ta có trong một khoảng thời gian là bao nhiêu? Vâng, đây là sức mạnh hiện tại!
Vậy chúng ta thấy mô hình nào ở đây? Xét rằng điện trở ở mọi nơi là như nhau, hóa ra Khi điện áp tăng thì dòng điện cũng tăng!
Tôi nghĩ mỗi bạn đều có mảnh vườn, nơi bạn trồng khoai tây, dưa chuột và cà chua. Luôn có một nơi nào đó gần gũi với bạn Tháp nước
Tháp nước dùng để làm gì? Chà, để kiểm soát mức tiêu thụ nước, cũng như tạo áp lực trong các đường ống dẫn nước đến khu vườn của bạn. Bạn có bao giờ nhận thấy rằng một tòa tháp được xây dựng ở đâu đó trên một ngọn đồi không? Tại sao việc này lại được thực hiện? Để tạo áp lực. Chà, giả sử mảnh vườn của bạn cao hơn đỉnh tháp nước. Vâng, đơn giản là nước sẽ không đến được với bạn! Vật lý... định luật giao tiếp của mạch máu.
Được rồi, có vẻ như chúng ta đã bị phân tâm.
Mọi người trong nhà bếp và phòng tắm đều có một vòi để nước chảy qua. Bạn quyết định rửa tay. Để làm điều này, bạn bật nước ở tốc độ tối đa và nó bắt đầu chảy thành dòng nhanh từ vòi:
Nhưng bạn không hài lòng với dòng nước này nên bằng cách xoay tay cầm vòi, bạn sẽ giảm lưu lượng:
Chuyện gì vừa xảy ra vậy?
Bằng cách thay đổi lực cản dòng chảy bằng tay cầm vòi, bạn đảm bảo rằng dòng nước bắt đầu chảy rất yếu.
Hãy vẽ một sự tương tự cho tình huống này với điện giật. Vậy chúng ta có gì? Chúng tôi đã không thay đổi điện áp dòng chảy. Đâu đó phía xa có một tháp nước và tạo ra áp lực trong đường ống. Chúng ta không có quyền chạm vào tháp nước chứ đừng nói đến việc phá bỏ nó). Do đó, điện áp của chúng tôi không đổi và không thay đổi. Bằng cách vặn lại tay cầm vòi, chúng ta vừa thay đổi điện trở của đường ống tạo ra vòi ;-). Chúng tôi đã tăng sức đề kháng. Chúng ta đã làm gì với dòng nước? Cô ấy bắt đầu chạy chậm hơn và có ít người hơn! Tức là, chúng ta có thể nói rằng số lượng phân tử nước trong một thời gian khi vòi mở hoàn toàn và vòi đóng một nửa hóa ra là khác nhau ;-). Chà, hãy nhớ sức mạnh hiện tại là gì ;-) Đối với những người đã quên, hãy để tôi nhắc bạn - đây là số lượng electron chạy qua tiết diện của dây dẫn trong một khoảng thời gian nhất định. Và điều gì đã xảy ra với sức mạnh hiện tại này? Cô ấy đã bị thu nhỏ lại!
Chúng tôi kết luận:
Khi điện trở tăng thì dòng điện giảm.
Vì thế. Ta có sơ đồ cấp nước sau:
Bây giờ hãy tưởng tượng rằng bạn đang tưới vườn và bạn bạn cần đổ đầy nước từ vòi vào một xô trong 10 phút. Không sớm hơn một giây và không muộn hơn! Trong khu vườn của bạn, dòng nước chảy như thế này:
Giả sử chúng ta có một ống cao su đơn giản nối từ tháp nước.Người hàng xóm vô tình đỗ xe ngay trên vòi và ấn nhẹ xuống
Lưu lượng nước của bạn đã bắt đầu giảm. Đi tranh cãi với hàng xóm của bạn? Anh ấy đã đi công tác và bạn sẽ không có thời gian để đổ đầy thùng trong 10 phút nữa. Nó sẽ mất nhiều thời gian hơn. Làm sao để? Tại sao chúng ta không mở vòi trước tháp nước lớn hơn một chút nhỉ? Và cái này ý tưởng tốt! Chúng tôi mở vòi hết mức và đảm bảo rằng mực nước trong tháp trở nên cao hơn trước (mặc dù các tháp có bảo vệ chống tràn ở bất kỳ mức tối đa nào, nhưng vì ví dụ, chúng tôi sẽ bỏ qua điểm này).
Nhưng rắc rối không đến một mình. Rơle điều khiển máy bơm nước trên tháp bị hỏng! Máy bơm bơm nước và không tắt! Tòa tháp đang tràn nước và dòng nước từ vòi ngày càng lớn hơn mỗi giây! Phải làm gì? Chúng tôi sẽ đổ đầy thùng của mình trong thời gian quy định cho chúng tôi! Thư giãn. Có một lối ra! Để thực hiện, chúng ta chạy và tắt vòi một chút, đảm bảo dòng nước từ vòi vẫn chảy như trước ;-).
Bây giờ chúng ta hãy thực hiện một sự tương tự.
Vì vậy, chúng ta có được những gì? Người hàng xóm bóp nát cái vòi, nghĩa là tăng sức đề kháng. Vì vậy, sức mạnh hiện tại của chúng tôi đã trở nên ít đi. Để khôi phục cường độ dòng điện, chúng tôi đã tăng điện áp, tức là mực nước trong tháp.
Điểm thứ hai:
Mực nước (điện áp) tại tháp nước bắt đầu tăng do máy bơm không tắt và bơm nước liên tục. Vì vậy, lưu lượng nước (cường độ dòng điện) của chúng tôi cũng bắt đầu tăng lên. Để cân bằng sức mạnh hiện tại, chúng tôi tăng sức đề kháng vòi ;-), từ đó đưa mực nước trong tháp nước (điện áp) trở lại bình thường.
Vâng, bạn có thấy mô hình không? Nhưng nhà vật lý người Đức Georg Ohm đã kết nối ba đại lượng này với nhau và kết quả là một công thức cực kỳ đơn giản:
Ở đâu
TÔI- đây là cường độ hiện tại, được biểu thị bằng Ampe (A)
bạn- điện áp, tính bằng Vôn (V)
R- điện trở, được biểu thị bằng Ohms (Ohm)
Chà, nó đơn giản như hai và hai phải không? Định luật này được đặt theo tên của người phát hiện ra nó và được gọi là Định luật Ohm. Đây là định luật quan trọng nhất trong điện tử và do đó bạn PHẢI biết nó.