قانون أوم للسلسلة الكاملة ولقسم السلسلة: كتابة الصيغ والوصف والتفسير

لا يمكن للكهربائي المحترف والمهندس الإلكتروني المتخصص الالتفاف حول قانون أوم في أنشطته الخاصة ، وحل أي مشاكل مرتبطة بإعداد الدوائر الإلكترونية والكهربائية وضبطها وإصلاحها.

في الواقع ، يحتاج الجميع إلى فهم لهذا القانون. لأن على الجميع في الحياة اليومية التعامل مع الكهرباء.

وعلى الرغم من أن قانون الفيزيائي الألماني أوم يتم توفيره من خلال دورة مدرسة ثانوية ، إلا أنه من الناحية العملية لا يتم دراسته دائمًا في الوقت المناسب. لذلك ، سننظر في مادتنا مثل هذا الموضوع ذي الصلة بالحياة وسوف نتعامل مع خيارات لكتابة الصيغة.

قسم منفصل ودائرة كهربائية كاملة

بالنظر إلى الدائرة الكهربائية من وجهة نظر تطبيق قانون أوم على الدائرة ، يجب ملاحظة خيارين محتملين للحساب: لقسم واحد ودائرة كاملة.

حساب القسم الحالي للدائرة الكهربائية

يعتبر جزء الدائرة ، كقاعدة عامة ، جزءًا من الدائرة ، باستثناء مصدر EMF ، على أنه يتمتع بمقاومة داخلية إضافية.

لذلك ، تبدو صيغة الحساب ، في هذه الحالة ، بسيطة:

I = U / R,

أين ، على التوالي:

• أنا - القوة الحالية ؛
• ش - الجهد المطبق ؛
• ص - المقاومة.

تفسير الصيغة بسيط - التيار المتدفق على طول جزء معين من الدائرة يتناسب مع الجهد المطبق عليه ، والمقاومة متناسبة عكسياً.

ما يسمى بـ "زهرة الأقحوان" الرسومية ، والتي يتم من خلالها تقديم مجموعة كاملة من الصيغ المستندة إلى قانون أوم. أداة مناسبة لتخزين الجيب: القطاع "P" - صيغ الطاقة ؛ القطاع "U" - صيغ الجهد ؛ القطاع "أنا" - الصيغ الحالية ؛ القطاع "R" - صيغ المقاومة

وبالتالي ، تصف الصيغة بوضوح اعتماد التيار المتدفق من خلال قسم منفصل من الدائرة الكهربائية بالنسبة لقيم معينة من الجهد والمقاومة.

من المناسب استخدام الصيغة ، على سبيل المثال ، حساب معلمات المقاومة ، والتي يجب لحامها في الدائرة إذا تم تحديد الجهد مع التيار.

قانون أوم ونتيجتين يجب أن يكون لكل كهربائي محترف ومهندس كهربائي ومهندس إلكتروني وأي شخص متصل بعمل الدوائر الكهربائية. من اليسار إلى اليمين: 1 - الكشف الحالي ؛ 2 - تحديد المقاومة ؛ 3 - تحديد الجهد ، حيث أنا - قوة التيار ، U - الجهد ، R - المقاومة

سيساعد الشكل أعلاه على تحديد ، على سبيل المثال ، التيار المتدفق من خلال مقاومة 10 أوم ، والتي يتم تطبيق جهد 12 فولت عليها. باستبدال القيم ، نجد - I = 12/10 = 1.2 أمبير.

وبالمثل ، يتم حل مهام العثور على المقاومة (عندما يكون التيار بالجهد معروفًا) أو الجهد (عند معرفة الجهد بالتيار).

وبالتالي ، من الممكن دائمًا تحديد جهد التشغيل المطلوب ، والتيار المطلوب والعنصر المقاوم الأمثل.

لا تتطلب الصيغة المقترحة استخدامها مع مراعاة معلمات مصدر الجهد. ومع ذلك ، سيتم احتساب الدائرة التي تحتوي على بطارية على سبيل المثال باستخدام صيغة مختلفة. في الرسم البياني: أ - إدراج مقياس التيار الكهربائي ؛ V - إدراج الفولتميتر.

بالمناسبة ، أسلاك التوصيل لأي دائرة مقاومة. يتم تحديد حجم الحمل الذي يتحملونه بالجهد.

وفقًا لذلك ، باستخدام قانون أوم مرة أخرى ، يصبح من الممكن تحديد المقطع العرضي للموصل الضروري بدقة ، اعتمادًا على مادة القلب.

لدينا تعليمات مفصلة على الموقع المقطع العرضي للكابل بالقوة والتيار.

خيار الحساب لسلسلة كاملة

السلسلة الكاملة هي بالفعل الموقع (المواقع) ، بالإضافة إلى مصدر EMF. هذا ، في الواقع ، تتم إضافة المقاومة الداخلية لمصدر EMF إلى المكون المقاوم الحالي لقسم الدائرة.

لذلك ، بعض التغيير في الصيغة أعلاه منطقي:

I = U / (R + r)

بالطبع ، يمكن اعتبار قيمة المقاومة الداخلية لـ EMF في قانون أوم لدائرة كهربائية كاملة ضئيلة ، على الرغم من أن قيمة المقاومة هذه تعتمد في كثير من النواحي على هيكل مصدر EMF.

ومع ذلك ، عند حساب الدوائر الإلكترونية المعقدة ، والدوائر الكهربائية مع العديد من الموصلات ، فإن وجود مقاومة إضافية هو عامل مهم.

بالنسبة للحسابات في دائرة كهربائية كاملة ، يتم دائمًا مراعاة القيمة المقاومة لمصدر EMF. تضاف هذه القيمة إلى مقاومة الدائرة الكهربائية نفسها. في الرسم البياني: I - التدفق الحالي ؛ R هو عنصر مقاوم خارجي ؛ r هو عامل المقاومة لـ EMF (مصدر الطاقة)

بالنسبة لكل من قسم الدائرة والدائرة الكاملة ، يجب أن تؤخذ العزم الطبيعي في الاعتبار - استخدام تيار ثابت أو متغير.

إذا كانت النقاط المذكورة أعلاه ، سمة قانون أوم ، قد تم اعتبارها من وجهة نظر استخدام التيار المباشر ، وفقًا لذلك ، يبدو كل شيء مختلفًا قليلاً مع التيار المتناوب.

اعتبار القانون لمتغير

ينبغي النظر إلى مفهوم "المقاومة" لظروف مرور التيار المتناوب على أنه مفهوم "المعاوقة". هذا هو مزيج من الحمل المقاوم النشط (Ra) والحمل الذي يشكله المقاوم التفاعلي (Rr).

تحدث هذه الظواهر بسبب معلمات العناصر الحثية وقوانين التبديل كما يتم تطبيقها على قيمة الجهد المتغير - قيمة التيار الجيبي.

يبدو أن هذه هي الدائرة المكافئة لدائرة كهربائية بالتيار المتناوب للحساب باستخدام تركيبات تستند إلى مبادئ قانون أوم: R - مكون مقاوم. C هو المكون السعوي. L هو المكون الاستقرائي. EMF هو مصدر للطاقة. تدفق I- الحالي

وبعبارة أخرى ، هناك تأثير على تقدم (تباطؤ) قيم التيار من قيم الجهد ، والتي يصاحبها ظهور القدرات النشطة (المقاومة) والتفاعلية (الحثية أو السعوية).

يتم حساب هذه الظواهر باستخدام الصيغة:

Z = U / I أو Z = R + J * (X_لام - س_ج)

حيث: ض - معاوقة ص - الحمل النشط ؛ X_لام , X_ج - الحمل الاستقرائي والسعوي ؛ ي - معامل.

الاتصال المتسلسل والعناصر

بالنسبة لعناصر الدائرة الكهربائية (قسم الدائرة) ، فإن اللحظة المميزة هي سلسلة أو اتصال متوازي.

وفقًا لذلك ، يكون كل نوع من أنواع التوصيل مصحوبًا بطبيعة مختلفة للتدفق الحالي وإمداد الجهد. في هذا الصدد ، ينطبق قانون أوم أيضًا بطرق مختلفة ، اعتمادًا على خيار تضمين العناصر.

دارة المقاوم

فيما يتعلق بالاتصال التسلسلي (قسم من دائرة بمكونين) ، يتم استخدام الصيغة التالية:

• أنا = ط₁ = أنا₂ ;
• U = U₁ + يو₂ ;
• R = R₁ + R₂

توضح هذه الصيغة بوضوح أنه ، بغض النظر عن عدد المكونات المقاومة المقاومة المتسلسلة ، لا يتغير التيار المتدفق في الدائرة.

ربط عناصر المقاومة في قسم الدائرة في سلسلة مع بعضها البعض. بالنسبة لهذا الخيار ، ينطبق قانون الحساب الخاص به. في الرسم البياني: I ، I1 ، I2 - التدفق الحالي ؛ R1 ، R2 - عناصر مقاومة ؛ U ، U1 ، U2 - الجهد المطبق

إن حجم الجهد المطبق على المكونات المقاومة النشطة للدائرة هو مجموع القيمة الإجمالية لمصدر emf.

الجهد على كل مكون فردي يساوي: Ux = I * Rx.

يجب اعتبار المقاومة الكلية بمثابة مجموع تصنيفات جميع مكونات المقاومة في الدائرة.

دارة عناصر مقاومة متوازية متصلة

في حالة وجود اتصال مواز للمكونات المقاومة ، تعتبر الصيغة التالية عادلة فيما يتعلق بقانون الفيزيائي الألماني أوم:

• أنا = ط₁ + أنا₂ … ;
• U = U₁ = ش₂ … ;
• 1 / R = 1 / R₁ + 1 / ص₂ + …

لا يتم استبعاد خيارات تجميع أقسام الدائرة من النوع "المختلط" عند استخدام اتصال متوازي ومتسلسل.

اتصال العناصر المقاومة في الدائرة بالتوازي مع بعضها البعض. بالنسبة لهذا الخيار ، ينطبق قانون الحساب الخاص به. في الرسم البياني: I ، I1 ، I2 - التدفق الحالي ؛ R1 ، R2 - عناصر مقاومة ؛ U هو الجهد المحصل ؛ أ ، ب - نقاط الدخول / الخروج

بالنسبة لمثل هذه الخيارات ، يتم إجراء الحساب عادةً عن طريق الحساب الأولي لمقاومة المقاومة للاتصال المتوازي. ثم ، يتم إضافة قيمة المقاوم المتصل في السلسلة إلى النتيجة.

أشكال القانون المتكاملة والتفاضلية

تنطبق جميع النقاط المذكورة أعلاه مع الحسابات على الظروف التي يتم فيها استخدام موصلات بنية "متجانسة" في الدوائر الكهربائية.

وفي الوقت نفسه ، في الممارسة العملية ، غالبًا ما يتعين على المرء التعامل مع بناء دائرة حيث يتغير هيكل الموصلات في مناطق مختلفة. على سبيل المثال ، يتم استخدام أسلاك مقطع عرضي أكبر ، أو على العكس ، أسلاك أصغر مصنوعة على أساس مواد مختلفة.

لحساب هذه الاختلافات ، هناك اختلاف في ما يسمى "قانون أوم التفاضلي المتكامل". بالنسبة لموصل صغير لا نهائي ، يتم حساب مستوى الكثافة الحالي اعتمادًا على القوة والتوصيل.

تحت الحساب التفاضلي ، يتم أخذ الصيغة: J = ό * E

للحساب المتكامل ، على التوالي ، الصياغة: أنا * R = φ1 - φ2 + έ

ومع ذلك ، فإن هذه الأمثلة أقرب إلى مدرسة الرياضيات العليا وفي الممارسة الفعلية ، لا يتم استخدام كهربائي بسيط في الواقع.

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

سيساعد التحليل التفصيلي لقانون أوم في الفيديو أدناه على دمج المعرفة في هذا الاتجاه أخيرًا.

يعزز درس الفيديو الغريب نوعيا العرض التقديمي المكتوب نظريا:

يرتبط عمل الكهربائي أو نشاط المهندس الإلكتروني ارتباطًا وثيقًا باللحظات التي يتعين عليك فيها حقًا مراعاة قانون جورج أوم في العمل. هذه بعض الحقائق الشائعة التي يجب أن يعرفها كل محترف.

المعرفة الواسعة حول هذه المسألة ليست مطلوبة - يكفي أن تتعلم الاختلافات الرئيسية الثلاثة للصياغة لتطبيقها بنجاح في الممارسة.

هل تريد استكمال المواد المذكورة أعلاه بتعليقات قيمة أو التعبير عن رأيك؟ يرجى كتابة التعليقات في الكتلة تحت المقالة. إذا كان لديك أي أسئلة ، فلا تتردد في طلب خبرائنا.