Ohms lov for den komplette kæde og for sektionen af ​​kæden: skrivning af formler, beskrivelse og forklaring

En professionel elektriker, en specialiseret elektronisk ingeniør kan ikke omgå Ohms lov i sine egne aktiviteter og løse eventuelle problemer forbundet med opsætning, indstilling, reparation af elektroniske og elektriske kredsløb.

Faktisk har alle brug for en forståelse af denne lov. Fordi alle i hverdagen har at gøre med elektricitet.

Og selvom loven fra den tyske fysiker Ohm er fastsat af et gymnasiekursus, studeres det i praksis ikke altid rettidigt. Derfor overvejer vi i vores materiale et sådant emne, der er relevant for livet, og vi vil beskæftige os med mulighederne for at skrive formlen.

Separat sektion og komplet elektrisk kredsløb

I betragtning af det elektriske kredsløb ud fra synspunktet om at anvende Ohms lov på kredsløbet skal der bemærkes to mulige beregningsmuligheder: for et enkelt afsnit og for et fuldgyldigt kredsløb.

Beregning af det aktuelle afsnit af det elektriske kredsløb

Den del af kredsløbet betragtes som regel som en del af kredsløbet, eksklusive kilden til EMF, som at have yderligere intern modstand.

Derfor ser beregningsformlen i dette tilfælde enkel ud:

I = U / R,

Hvor:

• jeg - strømstyrke;
• U - påført spænding
• R - modstand.

Fortolkningen af ​​formlen er enkel - strømmen, der flyder langs en bestemt del af kredsløbet, er proportional med spændingen, der påføres den, og modstanden er omvendt proportional.

Den såkaldte grafiske "tusindfryd", gennem hvilken hele sættet af variationer af formuleringer baseret på Ohms lov præsenteres. Praktisk værktøj til lommeopbevaring: sektor “P” - strømformler; sektor “U” - spændingsformler; sektor “I” - aktuelle formler; sektor “R” - modstandsformler

Formlen beskriver således klart afhængigheden af ​​strømmen, der strømmer gennem et separat afsnit af det elektriske kredsløb i forhold til visse spændings- og modstandsværdier.

Det er praktisk at bruge formlen, for eksempel beregning af modstandsparametre, som skal loddes ind i kredsløbet, hvis spændingen med strøm er specificeret.

Ohms lov og to konsekvenser, som enhver professionel elektriker, elektrisk ingeniør, elektronisk ingeniør og enhver, der er forbundet med arbejdet med elektriske kredsløb, skal have. Fra venstre mod højre: 1 - strømdetektion; 2 - bestemmelse af modstand; 3 - spændingsbestemmelse, hvor I - strømstyrke, U - spænding, R - modstand

Ovenstående figur vil hjælpe med at bestemme for eksempel strømmen, der strømmer gennem en 10-ohm-modstand, hvortil en spænding på 12 volt påføres. Ved at udskifte værdierne finder vi - I = 12/10 = 1,2 ampere.

Tilsvarende løses opgaverne til at finde modstand (når strøm med spænding er kendt) eller spænding (når spænding med strøm kendes).

Det er således altid muligt at vælge den krævede driftsspænding, den krævede strømstyrke og det optimale modstandselement.

Den formel, der foreslås anvendt, kræver ikke, at der tages hensyn til spændingskilde-parametrene. Imidlertid beregnes et kredsløb indeholdende for eksempel et batteri ved hjælp af en anden formel. I diagrammet: A - inkludering af et ammeter; V - medtagelse af voltmeteret.

Forresten er forbindelseskablerne i ethvert kredsløb modstand. Størrelsen på den belastning, de skal bære, bestemmes af spændingen.

Følgelig, igen ved hjælp af Ohms lov, bliver det muligt nøjagtigt at vælge det nødvendige ledertværsnit, afhængigt af kernenes materiale.

Vi har detaljerede instruktioner på hjemmesiden kabeltværsnit med strøm og strøm.

Beregningsmulighed for fuld kæde

En komplet kæde er allerede site (r) såvel som kilden til EMF. Det er faktisk, at den interne modstand fra EMF-kilden føjes til den eksisterende modstandsdygtige komponent i kredsløbsafsnittet.

Derfor er nogle ændringer til ovenstående formel logisk:

I = U / (R + r)

Værdien af ​​EMF's interne modstand i Ohms lov for et komplet elektrisk kredsløb kan naturligvis betragtes som ubetydelig, selvom denne resistensværdi i mange henseender afhænger af strukturen af ​​EMF-kilden.

Når man beregner komplekse elektroniske kredsløb, elektriske kredsløb med mange ledere, er tilstedeværelsen af ​​yderligere modstand en vigtig faktor.

Ved beregninger i et fuldt elektrisk kredsløb tages der altid hensyn til EM-kildens resistive værdi. Denne værdi tilføjes modstanden i selve det elektriske kredsløb. I diagrammet: I - strømning; R er det resistive element ydre; r er den resistive faktor for EMF (energikilde)

For både kredsløbsafsnittet og det komplette kredsløb skal der tages hensyn til det naturlige øjeblik - brugen af ​​en konstant eller variabel strøm.

Hvis de punkter, der er nævnt ovenfor, karakteristiske for Ohms lov, blev taget i betragtning med hensyn til anvendelse af jævnstrøm, i overensstemmelse hermed med vekselstrøm ser alt lidt anderledes ud.

Overvejelse af loven til en variabel

Begrebet "modstand" mod betingelserne for vekselstrøms passage bør betragtes mere som begrebet "impedans". Dette er en kombination af den aktive resistive belastning (Ra) og belastningen dannet af den reaktive modstand (Rr).

Sådanne fænomener er forårsaget af parametre for induktive elementer og omskiftningsloverne anvendt på en variabel spændingsværdi - en sinusformet strømværdi.

Dette synes at være det ækvivalente kredsløb i et vekselstrømselektrisk kredsløb til beregning ved anvendelse af formuleringer baseret på principperne i Ohms lov: R - resistiv komponent; C er den kapacitive komponent; L er den induktive komponent; EMF er en energikilde; I-strøm flow

Med andre ord er der en virkning af at fremføre (hæmme) strømværdier fra spændingsværdier, som ledsages af udseendet af aktive (resistive) og reaktive (induktive eller kapacitive) kapaciteter.

Beregningen af ​​sådanne fænomener udføres ved hjælp af formlen:

Z = U / I eller Z = R + J * (X_L - X_C)

hvor: Z - impedans; R - aktiv belastning; X_L , X_C - induktiv og kapacitiv belastning; J - koefficient.

Serier og parallel tilslutning af elementer

For elementer i et elektrisk kredsløb (kredsløbsafsnit) er et karakteristisk moment en serie eller parallel forbindelse.

Følgelig ledsages hver type forbindelse af en anden karakter af strømstrømmen og spændingsforsyningen. I denne forbindelse finder Ohms lov også anvendelse på forskellige måder, afhængigt af muligheden for at inkludere elementer.

Modstandskredsløb

I forbindelse med en seriel forbindelse (et afsnit i et kredsløb med to komponenter) anvendes følgende formel:

• I = i₁ = Jeg₂ ;
• U = U₁ + U₂ ;
• R = R₁ + R₂

Denne formulering viser tydeligt, at uanset antallet af resistive komponenter, der er forbundet i serie, ændrer strømmen i kredsløbet ikke.

Forbindelsen af ​​resistive elementer i kredsløbsafsnittet i serie med hinanden. For denne mulighed gælder dens egen beregningslov. I diagrammet: I, I1, I2 - strømning; R1, R2 - resistive elementer; U, U1, U2 - påført spænding

Størrelsen på spændingen, der påføres de aktive resistive komponenter i kredsløbet, er summen af ​​den samlede værdi af emk-kilden.

Spændingen på hver enkelt komponent er lig med: Ux = I * Rx.

Den samlede modstand skal betragtes som summen af ​​klassificeringerne for alle de resistive komponenter i kredsløbet.

Kredsløb for parallelle tilsluttede resistive elementer

I tilfælde, hvor der er en parallel forbindelse af resistive komponenter, betragtes følgende formel som rimelig med hensyn til loven fra den tyske fysiker Ohm:

• I = i₁ + Jeg₂ … ;
• U = U₁ = U₂ … ;
• 1 / R = 1 / R₁ + 1 / R₂ + …

Indstillinger til kompilering af kredsløbsafsnit af en ”blandet” type, når der bruges parallel- og seriel forbindelse, udelukkes ikke.

Forbindelsen af ​​resistive elementer i kredsløbet parallelt med hinanden. For denne mulighed gælder dens egen beregningslov. I diagrammet: I, I1, I2 - strømning; R1, R2 - resistive elementer; U er den summerede spænding; A, B - indgangs- / udgangspunkter

For sådanne indstillinger udføres beregningen normalt ved den indledende beregning af den resistive bedømmelse af den parallelle forbindelse. Derefter tilføjes værdien af ​​den i serie forbundne modstand til resultatet.

Integrerede og differentierede retlige former

Alle ovenstående punkter med beregningerne gælder for forhold, når ledere med en "homogen" struktur anvendes i de elektriske kredsløb.

I mellemtiden må man ofte i praksis beskæftige sig med konstruktionen af ​​et kredsløb, hvor strukturen af ​​lederne ændrer sig i forskellige områder. F.eks. Bruges ledninger med et større tværsnit eller tværtimod mindre, fremstillet på basis af forskellige materialer.

For at redegøre for sådanne forskelle er der en variation af den såkaldte "Ohms differentielle integrale lov". For en uendelig lille leder beregnes strømtæthedsniveauet afhængigt af styrken og ledningsevnen.

Under differentieringsberegningen tages formlen: J = ό * E

Til henholdsvis integreret beregning formuleringen: I * R = φ1 - φ2 + έ

Imidlertid er disse eksempler temmelig tættere på skolen med højere matematik, og i faktisk praksis bruges faktisk ikke en simpel elektriker.

Konklusioner og nyttig video om emnet

En detaljeret analyse af Ohms lov i videoen nedenfor vil hjælpe med til endelig at konsolidere viden i denne retning.

En særegen videolektion forstærker kvalitativt den teoretiske skriftlige præsentation:

Elektrikernes arbejde eller en elektronisk ingeniørs aktivitet er uløseligt forbundet med øjeblikke, hvor du virkelig skal overholde Georg Ohms lov i handling. Dette er nogle almindelige sandheder, som enhver professionel burde kende.

Ekstensiv viden om dette spørgsmål er ikke påkrævet - det er nok at lære de tre vigtigste variationer af ordlyden for at kunne anvende i praksis.

Vil du supplere ovenstående materiale med værdifulde kommentarer eller udtrykke din mening? Skriv kommentarer i blokken under artiklen. Hvis du har spørgsmål, er du velkommen til at spørge vores eksperter.