Ο νόμος του Ohm για την πλήρη αλυσίδα και για το τμήμα της αλυσίδας: τύποι γραφής, περιγραφή και εξήγηση

Ένας επαγγελματίας ηλεκτρολόγος, ένας εξειδικευμένος ηλεκτρονικός μηχανικός δεν μπορεί να ξεπεράσει το νόμο του Ohm στις δικές του δραστηριότητες, επιλύοντας τυχόν προβλήματα που σχετίζονται με τη ρύθμιση, τον συντονισμό, την επισκευή ηλεκτρονικών και ηλεκτρικών κυκλωμάτων.

Στην πραγματικότητα, όλοι χρειάζονται κατανόηση αυτού του νόμου. Επειδή όλοι στην καθημερινή ζωή πρέπει να ασχολούνται με τον ηλεκτρισμό.

Και παρόλο που ο νόμος του γερμανικού φυσικού Ohm προβλέπεται από ένα μάθημα δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης, στην πράξη δεν μελετάται πάντα εγκαίρως. Επομένως, θα εξετάσουμε στο υλικό μας ένα τέτοιο θέμα που σχετίζεται με τη ζωή και θα ασχοληθούμε με τις επιλογές για τη σύνταξη του τύπου.

Ξεχωριστό τμήμα και πλήρες ηλεκτρικό κύκλωμα

Λαμβάνοντας υπόψη το ηλεκτρικό κύκλωμα από την άποψη της εφαρμογής του νόμου του Ohm στο κύκλωμα, πρέπει να σημειωθούν δύο πιθανές επιλογές υπολογισμού: για ένα μόνο τμήμα και για ένα πλήρες κύκλωμα.

Υπολογισμός του τρέχοντος τμήματος του ηλεκτρικού κυκλώματος

Το τμήμα του κυκλώματος, κατά κανόνα, θεωρείται μέρος του κυκλώματος, εξαιρουμένης της πηγής του EMF, καθώς έχει πρόσθετη εσωτερική αντίσταση.

Επομένως, ο τύπος υπολογισμού, στην περίπτωση αυτή, φαίνεται απλός:

I = U / R,

Πού, αντίστοιχα:

• Εγώ - τρέχουσα ισχύς
• Ε - εφαρμοζόμενη τάση ·
• Ρ - αντίσταση.

Η ερμηνεία του τύπου είναι απλή - το ρεύμα που ρέει κατά μήκος ενός συγκεκριμένου μέρους του κυκλώματος είναι ανάλογο με την τάση που εφαρμόζεται σε αυτό και η αντίσταση είναι αντιστρόφως ανάλογη.

Το λεγόμενο γραφικό «μαργαρίτα», μέσω του οποίου παρουσιάζεται ολόκληρο το σύνολο παραλλαγών διατυπώσεων βάσει του νόμου του Ohm. Βολικό εργαλείο για αποθήκευση τσέπης: τομέας "P" - τύποι ισχύος τομέας "U" - τύποι τάσης · τομέας "I" - τρέχοντες τύποι · τομέας "R" - τύποι αντίστασης

Έτσι, ο τύπος περιγράφει με σαφήνεια την εξάρτηση του ρεύματος που διατρέχει ένα ξεχωριστό τμήμα του ηλεκτρικού κυκλώματος σε σχέση με ορισμένες τιμές τάσης και αντίστασης.

Είναι βολικό να χρησιμοποιήσετε τον τύπο, για παράδειγμα, τον υπολογισμό των παραμέτρων αντίστασης, οι οποίες πρέπει να συγκολληθούν στο κύκλωμα εάν έχει καθοριστεί η τάση με το ρεύμα.

Ο νόμος του Ohm και δύο συνέπειες που πρέπει να έχουν όλοι οι επαγγελματίες ηλεκτρολόγοι, ηλεκτρολόγοι, ηλεκτρονικοί μηχανικοί και όλοι όσοι συμμετέχουν στη λειτουργία των ηλεκτρικών κυκλωμάτων. Από αριστερά προς τα δεξιά: 1 - τρέχουσα ανίχνευση. 2 - προσδιορισμός της αντίστασης. 3 - προσδιορισμός τάσης, όπου I - ισχύς ρεύματος, U - τάση, R - αντίσταση

Η παραπάνω εικόνα θα βοηθήσει στον προσδιορισμό, για παράδειγμα, του ρεύματος που ρέει μέσω αντίστασης 10-ωμ, στην οποία εφαρμόζεται τάση 12 βολτ. Αντικαθιστώντας τις τιμές, βρίσκουμε - I = 12/10 = 1,2 αμπέρ.

Παρομοίως, επιλύονται οι εργασίες εύρεσης αντίστασης (όταν το ρεύμα με τάση είναι γνωστό) ή τάσης (όταν είναι γνωστή η τάση με ρεύμα).

Έτσι, είναι πάντα δυνατό να επιλέξετε την απαιτούμενη τάση λειτουργίας, την απαιτούμενη ένταση και το βέλτιστο στοιχείο αντίστασης.

Ο τύπος που προτείνεται να χρησιμοποιηθεί δεν απαιτεί να ληφθούν υπόψη οι παράμετροι της πηγής τάσης. Ωστόσο, ένα κύκλωμα που περιέχει, για παράδειγμα, μια μπαταρία θα υπολογιστεί χρησιμοποιώντας διαφορετικό τύπο. Στο διάγραμμα: Α - συμπερίληψη αμπερόμετρου. V - συμπερίληψη του βολτόμετρου.

Παρεμπιπτόντως, τα καλώδια σύνδεσης οποιουδήποτε κυκλώματος είναι αντίσταση. Το μέγεθος του φορτίου που πρέπει να φέρουν καθορίζεται από την τάση.

Συνεπώς, χρησιμοποιώντας ξανά το νόμο του Ohm, καθίσταται δυνατή η ακριβής επιλογή της απαραίτητης διατομής αγωγού, ανάλογα με το υλικό του πυρήνα.

Έχουμε λεπτομερείς οδηγίες στον ιστότοπο διατομή καλωδίου από ισχύ και ρεύμα.

Επιλογή υπολογισμού για πλήρη αλυσίδα

Μια πλήρης αλυσίδα είναι ήδη οι ιστότοποι, καθώς και η πηγή του EMF. Αυτό είναι, στην πραγματικότητα, η εσωτερική αντίσταση της πηγής EMF προστίθεται στο υπάρχον στοιχείο αντίστασης του τμήματος κυκλώματος.

Επομένως, κάποια αλλαγή στον παραπάνω τύπο είναι λογική:

I = U / (R + r)

Φυσικά, η τιμή της εσωτερικής αντίστασης του EMF στο νόμο του Ohm για ένα πλήρες ηλεκτρικό κύκλωμα μπορεί να θεωρηθεί αμελητέα, αν και από πολλές απόψεις αυτή η τιμή αντίστασης εξαρτάται από τη δομή της πηγής του EMF.

Ωστόσο, κατά τον υπολογισμό σύνθετων ηλεκτρονικών κυκλωμάτων, ηλεκτρικών κυκλωμάτων με πολλούς αγωγούς, η παρουσία πρόσθετης αντίστασης είναι ένας σημαντικός παράγοντας.

Για υπολογισμούς σε ένα πλήρες ηλεκτρικό κύκλωμα, λαμβάνεται πάντα υπόψη η αντίσταση της πηγής EMF. Αυτή η τιμή προστίθεται στην αντίσταση του ίδιου του ηλεκτρικού κυκλώματος. Στο διάγραμμα: I - τρέχουσα ροή. Το R είναι το αντιστατικό στοιχείο εξωτερικό. r είναι ο παράγοντας αντίστασης του EMF (πηγή ενέργειας)

Τόσο για το τμήμα κυκλώματος όσο και για το πλήρες κύκλωμα, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η φυσική ροπή - η χρήση σταθερού ή μεταβλητού ρεύματος.

Εάν τα σημεία που σημειώθηκαν παραπάνω, χαρακτηριστικό του νόμου του Ohm, εξετάστηκαν από την άποψη της χρήσης συνεχούς ρεύματος, ανάλογα με το εναλλασσόμενο ρεύμα όλα φαίνονται λίγο διαφορετικά.

Εξέταση του νόμου σε μια μεταβλητή

Η έννοια της «αντίστασης» στις συνθήκες διέλευσης εναλλασσόμενου ρεύματος πρέπει να εξεταστεί περισσότερο ως η έννοια της «αντίστασης». Αυτός είναι ένας συνδυασμός του ενεργού αντίστασης φορτίου (Ra) και του φορτίου που σχηματίζεται από την αντιδραστική αντίσταση (Rr).

Τέτοια φαινόμενα προκαλούνται από τις παραμέτρους των επαγωγικών στοιχείων και τους νόμους της αλλαγής όπως εφαρμόζονται σε μια μεταβλητή τιμή τάσης - μια ημιτονοειδής τρέχουσα τιμή.

Αυτό φαίνεται να είναι το ισοδύναμο κύκλωμα ενός ηλεκτρικού κυκλώματος εναλλασσόμενου ρεύματος για υπολογισμό χρησιμοποιώντας σκευάσματα με βάση τις αρχές του νόμου του Ohm: R - αντίσταση συστατικό. C είναι το χωρητικό συστατικό. Το L είναι το επαγωγικό συστατικό. Το EMF είναι πηγή ενέργειας. Ροή ρεύματος

Με άλλα λόγια, υπάρχει μια επίδραση της προώθησης (υστέρησης) των τιμών ρεύματος από τις τιμές τάσης, η οποία συνοδεύεται από την εμφάνιση ενεργών (αντίστασης) και αντιδραστικών (επαγωγικών ή χωρητικών) ικανοτήτων.

Ο υπολογισμός τέτοιων φαινομένων πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας τον τύπο:

Z = U / I ή Z = R + J * (Χ_Λ - Χ_Γ)

όπου: Ζ - σύνθετη αντίσταση Ρ - ενεργό φορτίο Χ_Λ , Χ_Γ - επαγωγικό και χωρητικό φορτίο · Ι - συντελεστής

Σειρά και παράλληλη σύνδεση στοιχείων

Για στοιχεία ηλεκτρικού κυκλώματος (τμήμα κυκλώματος), μια χαρακτηριστική ροπή είναι μια σειρά ή παράλληλη σύνδεση.

Κατά συνέπεια, κάθε τύπος σύνδεσης συνοδεύεται από διαφορετική φύση της παροχής ρεύματος και της τάσης. Από αυτή την άποψη, ο νόμος του Ohm εφαρμόζεται επίσης με διαφορετικούς τρόπους, ανάλογα με την επιλογή συμπερίληψης στοιχείων.

Κύκλωμα αντιστάσεων

Σε σχέση με μια σειριακή σύνδεση (ένα τμήμα ενός κυκλώματος με δύο εξαρτήματα), χρησιμοποιείται ο ακόλουθος τύπος:

• I = θ₁ = Εγώ₂ ;
• U = U₁ + U₂ ;
• R = R₁ + Ρ₂

Αυτή η διατύπωση δείχνει σαφώς ότι, ανεξάρτητα από τον αριθμό των αντιστατικών συστατικών που συνδέονται σε σειρά, το ρεύμα που ρέει στο κύκλωμα δεν αλλάζει.

Η σύνδεση αντιστατικών στοιχείων στο τμήμα κυκλώματος σε σειρά μεταξύ τους. Για αυτήν την επιλογή, ισχύει ο δικός του νόμος υπολογισμού. Στο διάγραμμα: I, I1, I2 - τρέχουσα ροή. R1, R2 - ανθεκτικά στοιχεία. U, U1, U2 - εφαρμοζόμενη τάση

Το μέγεθος της τάσης που εφαρμόζεται στα ενεργά αντιστατικά συστατικά του κυκλώματος είναι το άθροισμα της συνολικής τιμής της πηγής emf.

Η τάση σε κάθε μεμονωμένο εξάρτημα είναι ίση με: Ux = I * Rx.

Η συνολική αντίσταση πρέπει να θεωρείται ως το άθροισμα των βαθμολογιών όλων των αντιστατικών συστατικών του κυκλώματος.

Κύκλωμα παράλληλων συνδεδεμένων αντιστατικών στοιχείων

Σε περίπτωση που υπάρχει παράλληλη σύνδεση αντιστατικών συστατικών, ο ακόλουθος τύπος θεωρείται δίκαιος σε σχέση με το δίκαιο του γερμανικού φυσικού Ohm:

• I = θ₁ + Εγώ₂ … ;
• U = U₁ = U₂ … ;
• 1 / R = 1 / R₁ + 1 / R₂ + …

Δεν αποκλείονται οι επιλογές για την κατάρτιση τμημάτων κυκλώματος τύπου «μικτού» όταν χρησιμοποιείται παράλληλη και σειριακή σύνδεση.

Η σύνδεση αντιστατικών στοιχείων στο κύκλωμα παράλληλα μεταξύ τους. Για αυτήν την επιλογή, ισχύει ο δικός του νόμος υπολογισμού. Στο διάγραμμα: I, I1, I2 - τρέχουσα ροή. R1, R2 - ανθεκτικά στοιχεία. U είναι η αθροιστική τάση. A, B - σημεία εισόδου / εξόδου

Για τέτοιες επιλογές, ο υπολογισμός πραγματοποιείται συνήθως με τον αρχικό υπολογισμό της αντίστασης της παράλληλης σύνδεσης. Στη συνέχεια, η τιμή της αντίστασης που συνδέεται σε σειρά προστίθεται στο αποτέλεσμα.

Ολοκληρωμένες και διαφορικές μορφές νόμου

Όλα τα παραπάνω σημεία με τους υπολογισμούς ισχύουν για συνθήκες όταν αγωγοί μιας «ομοιογενούς» δομής χρησιμοποιούνται στα ηλεκτρικά κυκλώματα.

Εν τω μεταξύ, στην πράξη, συχνά πρέπει να ασχοληθούμε με την κατασκευή ενός κυκλώματος όπου η δομή των αγωγών αλλάζει σε διαφορετικές περιοχές. Για παράδειγμα, χρησιμοποιούνται καλώδια μεγαλύτερης διατομής ή, αντίθετα, μικρότερα, κατασκευασμένα με βάση διαφορετικά υλικά.

Για να ληφθούν υπόψη τέτοιες διαφορές, υπάρχει μια παραλλαγή του λεγόμενου "διαφορικού-ολοκληρωμένου νόμου του Ohm". Για έναν απείρως μικρό αγωγό, το τρέχον επίπεδο πυκνότητας υπολογίζεται ανάλογα με την αντοχή και την αγωγιμότητα.

Σύμφωνα με τον διαφορικό υπολογισμό, λαμβάνεται ο τύπος: J = ό * Ε

Για ακέραιο υπολογισμό, αντίστοιχα, η διατύπωση: I * R = φ1 - φ2 + έ

Ωστόσο, αυτά τα παραδείγματα είναι μάλλον πιο κοντά στο σχολείο των ανώτερων μαθηματικών και στην πράξη, ένας απλός ηλεκτρολόγος δεν χρησιμοποιείται στην πραγματικότητα.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο σχετικά με το θέμα

Μια λεπτομερής ανάλυση του νόμου του Ohm στο παρακάτω βίντεο θα συμβάλει τελικά στην ενοποίηση των γνώσεων προς αυτήν την κατεύθυνση.

Ένα ιδιαίτερο μάθημα βίντεο ενισχύει ποιοτικά τη θεωρητική γραπτή παρουσίαση:

Το έργο ενός ηλεκτρολόγου ή η δραστηριότητα ενός ηλεκτρονικού μηχανικού συνδέεται άρρηκτα με στιγμές που πρέπει πραγματικά να τηρείτε τον νόμο του Georg Ohm εν δράσει. Αυτές είναι μερικές κοινές αλήθειες που κάθε επαγγελματίας πρέπει να γνωρίζει.

Δεν απαιτείται εκτεταμένη γνώση σε αυτό το θέμα - αρκεί να μάθετε τις τρεις κύριες παραλλαγές της διατύπωσης για να εφαρμόσετε με επιτυχία στην πράξη.

Θέλετε να συμπληρώσετε το παραπάνω υλικό με πολύτιμα σχόλια ή να εκφράσετε τη γνώμη σας; Γράψτε σχόλια στο μπλοκ κάτω από το άρθρο. Εάν έχετε απορίες, μη διστάσετε να ρωτήσετε τους ειδικούς μας.