Ohmov zakon za cijeli lanac i za dio lanca: formule za pisanje, opis i objašnjenje

Profesionalni električar, specijalni inženjer elektronike ne može zaobići Ohmov zakon u svojim vlastitim aktivnostima, rješavajući sve probleme povezane s postavljanjem, podešavanjem, popravkom elektroničkih i električnih krugova.

Zapravo svi trebaju razumijevanje ovog zakona. Jer svi se u svakodnevnom životu moraju baviti strujom.

I iako je zakon njemačkog fizičara Ohma predviđen srednjoškolskim tečajem, u praksi se to ne proučava uvijek na vrijeme. Stoga ćemo u našem materijalu razmotriti takvu temu koja je važna za život i bavit ćemo se mogućnostima pisanja formule.

Odvojeni odjeljak i kompletan električni krug

Razmatrajući električni krug sa stajališta primjene Ohmovog zakona na krug, potrebno je napomenuti dvije moguće mogućnosti izračuna: za jedan presjek i za punopravni krug.

Proračun trenutnog presjeka električnog kruga

Dio strujnog kruga u pravilu se smatra dijelom kruga, isključujući izvor EMF-a, kao dodatni unutarnji otpor.

Stoga formula za proračun u ovom slučaju izgleda jednostavno:

I = U / R,

Gdje, respektivno:

• ja - jačina struje;
• U - primijenjeni napon;
• R - otpor.

Tumačenje formule je jednostavno - struja koja teče duž određenog dijela kruga proporcionalna je naponu koji je primijenjen, a otpor je obrnuto proporcionalan.

Takozvana grafička „tratinčica“, kroz koju je predstavljen čitav niz varijacija formulacija temeljenih na Ohmovom zakonu. Pogodan alat za pohranu u džepu: sektor "P" - formule snage; sektor “U” - naponske formule; sektor “I” - trenutne formule; sektor „R“ - formule otpora

Dakle, formula jasno opisuje ovisnost struje koja teče kroz zasebni odjeljak električnog kruga u odnosu na određene vrijednosti napona i otpora.

Prikladno je koristiti formulu, na primjer, za izračunavanje parametara otpora, koji se moraju lemiti u krug ako je naveden napon sa strujom.

Ohmov zakon i dvije posljedice koje moraju imati svaki profesionalni električar, inženjer elektrotehnike, elektronički inženjer i svatko tko je povezan s radom električnih krugova. S lijeva na desno: 1 - trenutna detekcija; 2 - određivanje otpora; 3 - određivanje napona, gdje I - jačina struje, U - napon, R - otpor

Gornja slika pomoći će odrediti, na primjer, struju koja teče kroz otpor od 10 oma, na koji se primjenjuje napon od 12 volti. Zamjenjujući vrijednosti, nalazimo - I = 12/10 = 1,2 ampera.

Slično tome, rješavaju se zadaci pronalaska otpora (kada su poznate struje s naponom) ili napona (kada su naponi sa strujom poznati).

Stoga je uvijek moguće odabrati željeni radni napon, potrebnu amperažu i optimalni otpornički element.

Formula koja se predlaže da se koristi ne zahtijeva uzimanje u obzir parametara izvora napona. Međutim, krug koji sadrži, na primjer, bateriju, izračunat će se pomoću druge formule. U dijagramu: A - uključivanje ampermetra; V - uključivanje voltmetra.

Usput, spojne žice bilo kojeg kruga su otpor. Veličina opterećenja koje moraju podnijeti određena je naponom.

Prema tome, opet pomoću Ohmovog zakona, moguće je točno odabrati potreban presjek vodiča, ovisno o materijalu jezgre.

Na web stranici imamo detaljne upute presjek kabela snagom i strujom.

Opcija izračuna za cijeli lanac

Kompletni lanac su već nalazišta, kao i izvor EMF-a. To je, u stvari, unutarnji otpor izvora EMF-a dodan postojećoj otporničkoj komponenti odsjeka kruga.

Stoga je logična neka promjena gornje formule:

I = U / (R + r)

Naravno, vrijednost unutarnjeg otpora EMF-a u Ohmovom zakonu za cjeloviti električni krug može se smatrati zanemarivom, iako u mnogim aspektima ta vrijednost otpora ovisi o strukturi izvora EMF-a.

Međutim, prilikom izračuna složenih elektroničkih krugova, električnih krugova s ​​mnogim vodičima, prisutnost dodatnog otpora važan je čimbenik.

Za proračune u punopravnom električnom krugu uvijek se uzima u obzir otporna vrijednost izvora EMF. Ovoj vrijednosti dodaje se otpor samog električnog kruga. U dijagramu: I - struja struje; R je vanjski otpornički element; r je otpornički faktor EMF (izvor energije)

I za dio kruga i za cijeli krug treba uzeti u obzir prirodni trenutak - uporabu stalne ili promjenljive struje.

Ako su točke gore spomenute, karakteristične za Ohmov zakon, razmatrane s gledišta upotrebe istosmjerne struje, u skladu s izmjeničnom strujom sve izgleda malo drugačije.

Razmatranje zakona na varijablu

Pojam „otpornosti“ na uvjete prolaska izmjenične struje treba više smatrati konceptom „impedancije“. Ovo je kombinacija aktivnog otporničkog opterećenja (Ra) i opterećenja koje stvara reaktivni otpornik (Rr).

Takvi su fenomeni uzrokovani parametrima induktivnih elemenata i zakonima prebacivanja koji se primjenjuju na promjenjivu vrijednost napona - vrijednost sinusne struje.

Čini se da je to ekvivalentni krug električnog kruga s izmjeničnom strujom za proračun koristeći formulacije temeljene na načelima Ohmovog zakona: R - otpornička komponenta; C je kapacitivna komponenta; L je induktivna komponenta; EMF je izvor energije; Protok I struje

Drugim riječima, dolazi do efekta napredovanja (zaostalih) vrijednosti struje od vrijednosti napona, što je praćeno pojavom aktivnih (otpornih) i reaktivnih (induktivnih ili kapacitivnih) kapaciteta.

Izračun takvih pojava provodi se pomoću formule:

Z = U / I ili Z = R + J * (X)_L - X_C)

gdje je: Z - impedancija; R - aktivno opterećenje; X_L , X_C - induktivno i kapacitivno opterećenje; J - koeficijent.

Serija i paralelno spajanje elemenata

Za elemente električnog kruga (odjeljak kruga) karakterističan je trenutak serijski ili paralelni spoj.

Sukladno tome, svaku vrstu veze prati različita priroda struje i napona. U vezi s tim, Ohmov se zakon također primjenjuje na različite načine, ovisno o mogućnosti uključivanja elemenata.

Otporni krug

U odnosu na serijsku vezu (odjeljak kruga s dvije komponente) koristi se sljedeća formula:

• I = i₁ = Ja₂ ;
• U = U₁ + U₂ ;
• R = R₁ + R₂

Ova formulacija jasno pokazuje da se, bez obzira na broj otporničkih komponenti koje su spojene u nizu, struja koja struji u krugu ne mijenja.

Spajanje otporničkih elemenata u sekciji krugova serijski jedan s drugim. Za ovu opciju vrijedi vlastiti zakon o proračunu. U dijagramu: I, I1, I2 - struja struje; R1, R2 - otporni elementi; U, U1, U2 - primijenjeni napon

Jačina napona primijenjena na aktivne otporničke komponente u krugu je zbroj ukupne vrijednosti izvora emf.

Napon svake pojedine komponente jednak je: Ux = I * Rx.

Ukupni otpor treba smatrati zbrojem vrijednosti svih otporničkih komponenti kruga.

Krug paralelno spojenih otporničkih elemenata

U slučaju kada postoji paralelno spajanje otporničkih komponenti, sljedeća se formula smatra pravednom u odnosu na zakon njemačkog fizičara Ohma:

• I = i₁ + Ja₂ … ;
• U = U₁ = U₂ … ;
• 1 / R = 1 / R₁ + 1 / R₂ + …

Ne isključuju se mogućnosti sastavljanja presjeka krugova „mješovitog“ tipa kada se koriste paralelna i serijska veza.

Spajanje otporničkih elemenata u krugu paralelno jedan s drugim. Za ovu opciju vrijedi vlastiti zakon o proračunu. U dijagramu: I, I1, I2 - struja struje; R1, R2 - otporni elementi; U je zbroj napona; A, B - ulazne / izlazne točke

Za takve se opcije izračun obično izvodi početnim proračunom otporničkog napona paralelnog spoja. Zatim se rezultatu dodaje vrijednost otpornika koji je serijski spojen.

Integralni i diferencijalni oblici prava

Sve gore navedene točke s izračunima primjenjuju se na uvjete kada se u električnim krugovima koriste provodnici "homogene" strukture.

U međuvremenu, u praksi se često mora baviti izgradnjom kruga u kojem se struktura vodiča mijenja na različitim područjima. Primjerice, koriste se žice većeg presjeka ili, naprotiv, manjih, izrađene na osnovi različitih materijala.

Kako bi se uzele u obzir takve razlike, postoji varijacija takozvanog "Ohmovog diferencijalno-integralnog zakona". Za beskonačno mali vodič, razina gustoće struje izračunava se ovisno o snazi ​​i vodljivosti.

Pod diferencijalnim proračunom uzima se formula: J = ό * E

Za integralni izračun, izraz: I * R = φ1 - φ2 + έ

Međutim, ovi su primjeri prilično bliži školi više matematike i u stvarnoj praksi se jednostavni električar zapravo ne koristi.

Zaključci i korisni video na temu

Detaljna analiza Ohmovog zakona u videu ispod pomoći će da se konačno učvrsti znanje u tom smjeru.

Obična video lekcija kvalitativno pojačava teorijsku pisanu prezentaciju:

Rad električara ili djelatnost elektronskog inženjera neraskidivo je povezan s trenucima kada zaista morate promatrati zakon Georga Ohma u akciji. Ovo su neke zajedničke istine koje bi trebao znati svaki profesionalac.

Nije potrebno široko znanje o ovom pitanju - dovoljno je naučiti tri glavne varijacije izraza za uspješno primjenjivanje u praksi.

Želite li gornji materijal nadopuniti vrijednim komentarima ili izraziti svoje mišljenje? Napišite komentare u blok ispod članka. Ako imate bilo kakvih pitanja, slobodno pitajte naše stručnjake.