Osnovni zakon elektrotehnike, pomoću kojeg možete proučavati i izračunavati električna kola, je Ohmov zakon, koji uspostavlja odnos između struje, napona i otpora. Neophodno je jasno razumjeti njegovu suštinu i biti u stanju da je pravilno koristite prilikom rješavanja praktičnih problema. Često se prave greške u elektrotehnici zbog nemogućnosti ispravne primjene Ohmovog zakona.
Ohmov zakon za dio kola glasi: struja je direktno proporcionalna naponu i obrnuto proporcionalna otporu.
Ako napon koji djeluje u električnom krugu povećate nekoliko puta, tada će se struja u ovom krugu povećati za isti iznos. A ako povećate otpor kruga nekoliko puta, struja će se smanjiti za isti iznos. Slično, što je veći pritisak i manji otpor cijev pruža kretanju vode, to je veći protok vode u cijevi.
U popularnom obliku, ovaj zakon se može formulirati na sljedeći način: što je veći napon pri istom otporu, to je veća struja, a u isto vrijeme, što je veći otpor pri istom naponu, to je niža struja.
Da bi se Omov zakon najjednostavnije matematički izrazio, veruje se da Otpor provodnika u kojem prolazi struja od 1 A pri naponu od 1 V je 1 Ohm.
Struja u amperima se uvijek može odrediti dijeljenjem napona u voltima otporom u omima. Zbog toga Ohmov zakon za dio kola piše se sljedećom formulom:
I = U/R.
Magični trougao
Bilo koji dio ili element električnog kola može se okarakterizirati pomoću tri karakteristike: struje, napona i otpora.
Kako koristiti Ohmov trokut: zatvorite željenu vrijednost - druga dva simbola će dati formulu za njeno izračunavanje. Inače, Ohmov zakon naziva se samo jedna formula iz trokuta - ona koja odražava ovisnost struje o naponu i otporu. Druge dvije formule, iako su njegove posljedice, nemaju fizičko značenje.
Proračuni izvršeni korištenjem Ohmovog zakona za dio kola bit će ispravni kada je napon izražen u voltima, otpor u omima i struja u amperima. Ako se koristi više mjernih jedinica ovih veličina (na primjer, miliamperi, milivolti, megaomi, itd.), onda ih treba pretvoriti u ampere, volte i ome. Da bismo to naglasili, ponekad se formula Ohmovog zakona za dio kola zapisuje ovako:
amper = volt/ohm
Također možete izračunati struju u miliamperima i mikroamperima, dok napon treba biti izražen u voltima, a otpor u kilo-omima i mega-omima, respektivno.
Ostali članci o struji u jednostavnoj i pristupačnoj prezentaciji:
Izračunavanje napona koristeći Ohmov zakon može se ilustrovati sljedećim primjerom. Pustite da struja od 5 mA prođe kroz dio kola s otporom od 10 kOhm i trebate odrediti napon u ovom dijelu.
Množenje I = 0,005 A na R -10000 Ohm, dobijamo napon jednak 5 0 V. Mogli bismo dobiti isti rezultat množenjem 5 mA sa 10 kOhm: U = 50 V
U elektronskim uređajima struja se obično izražava u miliamperima, a otpor u kilo-omima. Stoga je pogodno koristiti ove mjerne jedinice u proračunima prema Ohmovom zakonu.
Ohmov zakon također izračunava otpor ako su poznati napon i struja. Formula za ovaj slučaj je napisana na sljedeći način: R = U/I.
Otpor je uvijek omjer napona i struje. Ako se napon poveća ili smanji nekoliko puta, struja će se povećati ili smanjiti za isti broj puta. Omjer napona i struje, jednak otporu, ostaje nepromijenjen.
Formula za određivanje otpora ne treba shvatiti tako da znači da otpor datog vodiča zavisi od odliva i napona. Poznato je da zavisi od dužine, površine poprečnog preseka i materijala provodnika. Po izgledu, formula za određivanje otpora podsjeća na formulu za izračunavanje struje, ali postoji temeljna razlika između njih.
Struja u datom dijelu kola stvarno ovisi o naponu i otporu i mijenja se kada se mijenjaju. A otpor datog dijela kola je konstantna vrijednost, neovisna o promjenama napona i struje, ali jednaka omjeru ovih vrijednosti.
Kada ista struja prođe u dva dijela kola, a naponi koji se na njih primjenjuju su različiti, jasno je da dio na koji se primjenjuje veći napon ima odgovarajući otpor.
A ako pod utjecajem istog napona različite struje prolaze u dva različita dijela kola, tada će manja struja uvijek biti u dijelu koji ima veći otpor. Sve ovo proizlazi iz osnovne formulacije Ohmovog zakona za dio kola, odnosno iz činjenice da što je struja veća, to je veći napon i manji otpor.
Prikazat ćemo proračun otpora koristeći Ohmov zakon za dio kola koristeći sljedeći primjer. Neka vam je potrebno pronaći otpor dijela kroz koji prolazi struja od 50 mA pri naponu od 40 V. Izražavajući struju u amperima, dobijamo I = 0,05 A. Podijelite 40 sa 0,05 i utvrdite da je otpor 800 Ohma.
Ohmov zakon se može jasno predstaviti kao tzv strujno-naponske karakteristike. Kao što znate, direktna proporcionalna veza između dvije veličine je prava linija koja prolazi kroz ishodište. Ova zavisnost se obično naziva linearnom.
Na sl. Na slici 2 prikazan je kao primjer graf Ohmovog zakona za dio kola otpora od 100 Ohma. Horizontalna os predstavlja napon u voltima, a vertikalna os predstavlja struju u amperima. Skala struje i napona se može odabrati po želji. Prava linija je nacrtana tako da za bilo koju tačku odnos napona i struje bude 100 Ohma. Na primjer, ako je U = 50 V, tada je I = 0,5 A i R = 50: 0,5 = 100 Ohm.
Rice. 2. Ohmov zakon (volt-amper karakteristika)
Grafikon Ohmovog zakona za negativne vrijednosti struje i napona ima isti izgled. Ovo ukazuje da struja u kolu teče jednako u oba smjera. Što je otpor veći, to je manja struja dobijena pri datom naponu i ravna linija je ravnija.
Uređaji kod kojih je strujno-naponska karakteristika prava linija koja prolazi kroz ishodište koordinata, tj. otpor ostaje konstantan kada se promijeni napon ili struja, nazivaju se linearni uređaji. Također se koriste termini linearni krugovi i linearni otpori.
Postoje i uređaji kod kojih se otpor mijenja kada se promijeni napon ili struja. Tada se odnos između struje i napona izražava ne prema Ohmovom zakonu, već na složeniji način. Za takve uređaje, strujno-naponska karakteristika neće biti prava linija koja prolazi kroz ishodište koordinata, već će biti ili kriva ili izlomljena linija. Ovi uređaji se nazivaju nelinearni.
Mnemonički dijagram za Ohmov zakon
Ohmov zakon se često naziva osnovnim zakonom elektriciteta. Čuveni njemački fizičar Georg Simon Ohm, koji ga je otkrio 1826. godine, uspostavio je odnos između osnovnih fizičkih veličina električnog kola – otpora, napona i struje.
Električni krug
Da biste bolje razumjeli značenje Ohmovog zakona, morate razumjeti kako električni krug funkcionira.
Šta je električni krug? Ovo je put kojim električno nabijene čestice (elektroni) putuju u električnom kolu.
Da bi struja postojala u električnom kolu, potrebno je u njemu imati uređaj koji bi stvarao i održavao razliku potencijala u dijelovima kola zbog sila neelektričnog porijekla. Takav uređaj se zove DC izvor, a snage - spoljne sile.
Ja nazivam električni krug u kojem se nalazi izvor struje T kompletno električno kolo. Izvor struje u takvom krugu obavlja približno istu funkciju kao pumpa koja pumpa tekućinu u zatvorenom hidrauličnom sistemu.
Najjednostavniji zatvoreni električni krug sastoji se od jednog izvora i jednog potrošača električne energije, povezanih provodnicima.
Parametri električnih kola
Ohm je eksperimentalno izveo svoj poznati zakon.
Uradimo jednostavan eksperiment.
Sastavimo električni krug u kojem je izvor struje baterija, a instrument za mjerenje struje je ampermetar koji je serijski spojen na kolo. Opterećenje je žičana spirala. Napon ćemo mjeriti pomoću voltmetra spojenog paralelno sa spiralom. Završimo sa pomoću ključa spojite električni krug i zabilježite očitanja instrumenta.
Povežimo drugu bateriju sa potpuno istim parametrima na prvu bateriju. Zatvorimo krug ponovo. Instrumenti će pokazati da su se i struja i napon udvostručili.
Ako dodate još jednu iste vrste na 2 baterije, struja će se utrostručiti, a napon će se također utrostručiti.
Zaključak je očigledan: Struja u vodiču je direktno proporcionalna naponu primijenjenom na krajeve vodiča.
U našem eksperimentu vrijednost otpora je ostala konstantna. Promijenili smo samo veličinu struje i napona na dijelu provodnika. Ostavimo samo jednu bateriju. Ali kao opterećenje koristit ćemo spirale od različitih materijala. Njihovi otpori su različiti. Povezujući ih jedan po jedan, također ćemo snimiti očitanja instrumenta. Videćemo da je ovde suprotno. Što je veći otpor, to je niža struja. Struja u kolu je obrnuto proporcionalna otporu.
Dakle, naše iskustvo nam je omogućilo da ustanovimo zavisnost struje od napona i otpora.
Naravno, Ohmovo iskustvo je bilo drugačije. U to vrijeme nije bilo ampermetara, a za mjerenje struje, Ohm je koristio Kulonovu torzionu vagu. Izvor struje bio je Volta element napravljen od cinka i bakra, koji su bili u rastvoru hlorovodonične kiseline. Bakarne žice su stavljene u čaše koje sadrže živu. Tamo su dovedeni i krajevi žica iz izvora struje. Žice su bile istog poprečnog presjeka, ali različite dužine. Zbog toga se promijenila vrijednost otpora. Naizmjeničnim ubacivanjem raznih žica u lanac, promatrali smo kut rotacije magnetne igle u torzijskoj vagi. Zapravo, nije mjerena sama jačina struje, već promjena magnetskog efekta struje zbog uključivanja žica različitog otpora u krug. Om je to nazvao "gubitak snage".
Ali na ovaj ili onaj način, naučnikovi eksperimenti su mu omogućili da izvede svoj poznati zakon.
Georg Simon Ohm
Ohmov zakon za kompletno kolo
U međuvremenu, formula koju je izveo sam Ohm izgledala je ovako:
Ovo nije ništa drugo do formula Ohmovog zakona za kompletan električni krug: “Jačina struje u kolu je proporcionalna EMF-u koji djeluje u kolu i obrnuto proporcionalna zbiru otpora vanjskog kola i unutrašnjeg otpora izvora».
U Ohmovim eksperimentima količina X pokazao promjenu trenutne vrijednosti. U modernoj formuli odgovara trenutnoj snaziI teče u krugu. Magnituda A okarakterizirala svojstva izvora napona, što odgovara modernoj oznaci elektromotorne sile (EMF) ε . Vrijednost vrijednostil zavisi od dužine provodnika koji povezuju elemente električnog kola. Ova vrijednost je bila analogna otporu vanjskog električnog kolaR . Parametar b karakterizirala svojstva cijele instalacije na kojoj je eksperiment izveden. U modernoj notaciji to jer – unutrašnji otpor izvora struje.
Kako je izvedena moderna formula za Ohmov zakon za kompletno kolo?
emf izvora jednaka je zbiru padova napona na vanjskom kolu (U ) i na samom izvoru (U 1 ).
ε = U + U 1 .
Iz Ohmovog zakona I = U / R sledi to U = I · R , A U 1 = I · r .
Zamjenom ovih izraza u prethodni, dobijamo:
ε = I R + I r = I (R + r) , gdje
Prema Ohmovom zakonu, napon u vanjskom kolu jednak je struji pomnoženoj sa otporom. U = I · R. Ona je uvijek manja od izvorne emf. Razlika je jednaka vrijednosti U 1 = I r .
Šta se dešava kada baterija ili akumulator radi? Kako se baterija prazni, njen unutrašnji otpor se povećava. Shodno tome, povećava se U 1 i smanjuje se U .
Potpuni Ohmov zakon pretvara se u Ohmov zakon za dio kola ako iz njega uklonimo izvorne parametre.
Kratki spoj
Što se događa ako otpor vanjskog kola iznenada postane nula? U svakodnevnom životu to možemo primijetiti ako se, na primjer, ošteti električna izolacija žica i dođe do kratkog spoja. Javlja se pojava koja se tzv kratki spoj. Current call struja kratkog spoja, biće izuzetno velika. To će osloboditi veliku količinu topline, što može dovesti do požara. Kako bi se to spriječilo, u strujni krug se postavljaju uređaji koji se nazivaju osigurači. Dizajnirani su tako da mogu prekinuti strujni krug u trenutku kratkog spoja.
Ohmov zakon za naizmjeničnu struju
U krugu naizmjeničnog napona, pored uobičajenog aktivnog otpora, postoji reaktancija (kapacitivnost, induktivnost).
Za takva kola U = I · Z , Gdje Z - ukupni otpor, koji uključuje aktivne i reaktivne komponente.
Ali moćne električne mašine i elektrane imaju visoku reaktanciju. U kućanskim aparatima oko nas, reaktivna komponenta je toliko mala da se može zanemariti, a za proračune koristite jednostavan oblik pisanja Ohmovog zakona:
I = U / R
Snaga i Ohmov zakon
Ohm ne samo da je uspostavio odnos između napona, struje i otpora električnog kola, već je izveo i jednačinu za određivanje snage:
P = U · I = I 2 · R
Kao što vidite, što je veća struja ili napon, to je veća snaga. Budući da vodič ili otpornik nije korisno opterećenje, snaga koja pada na njega smatra se gubitkom snage. Koristi se za zagrijavanje provodnika. I što je veći otpor takvog vodiča, to se više energije gubi na njemu. Da bi se smanjili gubici grijanja, u krugu se koriste provodnici s manjim otporom. To se radi, na primjer, u moćnim zvučnim instalacijama.
Umesto epiloga
Mali savjet za one koji su zbunjeni i ne mogu se sjetiti formule Ohmovog zakona.
Podijelite trougao na 3 dijela. Štaviše, potpuno je nevažno kako to radimo. Unesimo u svaku od njih količine uključene u Ohmov zakon - kao što je prikazano na slici.
Zatvorimo vrijednost koju treba pronaći. Ako su preostale vrijednosti na istom nivou, onda ih je potrebno pomnožiti. Ako se nalaze na različitim nivoima, tada se vrijednost koja se nalazi iznad mora podijeliti s nižom.
Ohmov zakon se široko koristi u praksi pri projektovanju električnih mreža u proizvodnji i kod kuće.
Pozdrav, dragi čitatelji web stranice Električarske napomene..
Danas otvaram novi odeljak na sajtu pod nazivom.
U ovom odeljku pokušaću da vam objasnim elektrotehnička pitanja na jasan i jednostavan način. Odmah ću reći da se nećemo previše upuštati u teorijsko znanje, već ćemo se upoznati s osnovama u dovoljnom redu.
Prva stvar koju želim da vas upoznam je Ohmov zakon za dio lanca. Ovo je najosnovniji zakon koji bi svi trebali znati.
Poznavanje ovog zakona omogućit će nam da lako i precizno odredimo vrijednosti struje, napona (razlike potencijala) i otpora u dijelu kola.
Ko je Om? Malo istorije
Ohmov zakon je otkrio poznati njemački fizičar Georg Simon Ohm 1826. godine. Ovako je izgledao.
Neću vam ispričati cijelu biografiju Georga Ohma. Više o ovome možete saznati na drugim resursima.
Reći ću samo najvažnije stvari.
Po njemu je nazvan najosnovniji zakon elektrotehnike, koji aktivno koristimo u složenim proračunima u projektovanju, proizvodnji i svakodnevnom životu.
Ohmov zakon za homogeni dio lanca je sljedeći:
I – vrijednost struje koja teče kroz dio kola (mjereno u amperima)
U – vrijednost napona na dijelu kola (mjereno u voltima)
R – vrijednost otpora dijela strujnog kola (mjereno u omima)
Ako se formula objasni riječima, ispada da je jačina struje proporcionalna naponu i obrnuto proporcionalna otporu dijela kruga.
Hajde da sprovedemo eksperiment
Da biste razumjeli formulu ne riječima, već djelima, morate sastaviti sljedeći dijagram:
Svrha ovog članka je da jasno pokaže kako koristiti Ohmov zakon za dio kola. Stoga sam sklopio ovaj krug na svom radnom stolu. U nastavku pogledajte kako ona izgleda.
Koristeći kontrolnu (selekcijsku) tipku, možete odabrati ili konstantni napon ili naizmjenični napon na izlazu. U našem slučaju se koristi konstantan napon. Mijenjam nivo napona pomoću laboratorijskog autotransformatora (LATR).
U našem eksperimentu koristit ću napon na dijelu kola jednak 220 (V). Provjeravamo izlazni napon pomoću voltmetra.
Sada smo potpuno spremni provesti vlastiti eksperiment i testirati Ohmov zakon u stvarnosti.
U nastavku ću dati 3 primjera. U svakom primjeru odredit ćemo potrebnu vrijednost pomoću 2 metode: pomoću formule i na praktičan način.
Primjer #1
U prvom primjeru trebamo pronaći struju (I) u kolu, znajući veličinu izvora konstantnog napona i vrijednost otpora LED sijalice.
Napon izvora istosmjernog napona je U = 220 (V). Otpor LED sijalice je R = 40740 (Ohm).
Koristeći formulu, nalazimo struju u krugu:
I = U/R = 220 / 40740 = 0,0054 (A)
Uključujemo serijski sa LED sijalicom, uključenom u režimu ampermetra, i mjerimo struju u kolu.
Displej multimetra prikazuje struju strujnog kola. Njegova vrijednost je 5,4 (mA) ili 0,0054 (A), što odgovara struji pronađenoj formulom.
Primjer br. 2
U drugom primjeru trebamo pronaći napon (U) dijela strujnog kola, znajući količinu struje u kolu i vrijednost otpora LED sijalice.
I = 0,0054 (A)
R = 40740 (Ohm)
Koristeći formulu, nalazimo napon dijela kruga:
U = I*R = 0,0054 *40740 = 219,9 (V) = 220 (V)
Sada provjerimo dobiveni rezultat na praktičan način.
Uključujemo multimetar uključen u voltmetarskom režimu paralelno sa LED sijalicom i mjerimo napon.
Displej multimetra prikazuje izmjereni napon. Njegova vrijednost je 220 (V), što odgovara naponu koji se nalazi pomoću formule Ohmovog zakona za dio kola.
Primjer br. 3
U trećem primjeru, trebamo pronaći otpor (R) dijela strujnog kola, znajući veličinu struje u kolu i vrijednost napona dijela kola.
I = 0,0054 (A)
U = 220 (V)
Opet, upotrijebimo formulu i pronađemo otpor dijela kruga:
R = U/I = 220/0,0054 = 40740,7 (Ohm)
Sada provjerimo dobiveni rezultat na praktičan način.
Mjerimo otpor LED sijalice pomoću multimetra.
Rezultirajuća vrijednost je bila R = 40740 (Ohm), što odgovara otporu pronađenom formulom.
Kako je lako zapamtiti Ohmov zakon za dio strujnog kola!!!
Kako se ne biste zbunili i kako biste lakše zapamtili formulu, možete koristiti mali savjet koji možete sami napraviti.
Nacrtajte trokut i u njega unesite parametre električnog kruga, prema donjoj slici. Trebao bi to dobiti ovako.
Kako ga koristiti?
Korištenje trougla nagoveštaja je vrlo lako i jednostavno. Zatvorite prstom parametar kruga koji treba pronaći.
Ako se preostali parametri na trokutu nalaze na istom nivou, onda ih je potrebno pomnožiti.
Ako se preostali parametri na trokutu nalaze na različitim nivoima, tada je potrebno podijeliti gornji parametar donjim.
Uz pomoć trokuta nagoveštaja, nećete se zbuniti u formuli. Ali bolje je to naučiti kao tablicu množenja.
zaključci
Na kraju članka ću izvući zaključak.
Električna struja je usmjereni tok elektrona iz tačke B sa minus potencijalom do tačke A sa plus potencijalom. I što je veća potencijalna razlika između ovih tačaka, to će se više elektrona kretati od tačke B do tačke A, tj. struja u kolu će se povećati, pod uslovom da otpor kola ostane nepromenjen.
Ali otpor sijalice suprotstavlja se protoku električne struje. I što je veći otpor u kolu (serijski spoj nekoliko sijalica), to će biti manja struja u kolu, pri konstantnom mrežnom naponu.
P.S. Ovdje sam na internetu pronašao smiješan, ali objašnjavajući crtani film na temu Ohmovog zakona za dio strujnog kola.
Električni otpor za dio strujnog kola određuje se korištenjem Ohmovog zakona. Da bi se razumjeli procesi koji se odvijaju u elementima jednosmjernog električnog kola, potrebno je dati opštu definiciju Ohmovog zakona.
Ohmov zakon
Jačina struje u dijelu strujnog kola je uvijek direktno proporcionalna naponu u datom dijelu i obrnuto proporcionalna otporu dijela.
Slična definicija vrijedi i za otopine elektrolita. Ohmov opći zakon je tipičan kada se opisuje homogeni dio kola koji ne sadrži izvore struje.
Prilikom formulisanja formula uvode se dodatne karakteristike. Među njima je i koeficijent proporcionalnosti. Zapisuje se u obliku $1=R$. Iz toga slijedi da je $I = \frac(U)(R)$.
$R$ je otpor provodnika.
Otpor se obično mjeri u omima (Ohm).
Ohmov zakon je glavni zakon u elektrotehnici. Koristeći ga:
- proučavaju se i proračunavaju električni krugovi;
- uspostavlja se logičan odnos između otpora i napona.
Definicija 1
Strujno-naponska karakteristika je funkcionalna ovisnost elementa dijela strujnog kola. To je vrlo važna veličina za električna svojstva elementa. Ova zavisnost se može predstaviti kao $I = I(U)$.
Takve karakteristike, ovisno o situaciji, mogu poprimiti različite oblike i izraze. Najjednostavniji tip strujno-naponske karakteristike izrazio je u formuli Georg Ohm, po kojem je jedinica strujnog otpora dobila ime. Naučnik je svoju teoriju potvrdio brojnim eksperimentima, primjenjujući eksperimente na metalnom provodniku.
Omov zakon se mora razumjeti na teoretskom i praktičnom nivou kako bi se riješili različiti problemi. Ako se osnovni parametri zakona pogrešno primjenjuju, rezultat poprima pogrešne karakteristike, pa se stoga prave brojne greške.
Primjena Ohmovog zakona na dio kola
Svaki dio električnog kola može se opisati pomoću tri osnovne veličine:
- otpor;
- tenzija;
- struja
Ova kombinacija se još naziva i „Ohmov trokut“, budući da veličine karakteriziraju sve elektrotehničke procese.
Svi proračuni imaju smisla samo u slučajevima kada je napon u dijelu kola izražen u voltima (V), otpor u omima (Ohm), a struja u amperima (A). Kada koristite druge mjerne jedinice ili njihove višekratnike, potrebno je izvršiti dodatni niz radnji kako bi željeni rezultat u potpunosti bio u skladu sa zadacima i svrhama proračuna. Da bi se to postiglo, višestruke jedinice korištenih količina pretvaraju se u tradicionalne količine.
Više mjernih jedinica:
- milivolti;
- milliamps;
- megaoma.
Kada se računaju u više mjernih jedinica, napon se uvijek izražava u voltima.
Da biste izračunali otpor u dijelu kola koristeći Ohmov zakon, prvo morate odrediti struju u datom dijelu kola. Napon je podijeljen s otporom određenog dijela kola. Ove radnje se mogu izvesti u bilo kojem području bez greške.
Da biste odredili napon u kolu, koristite formulu $U = IR$.
Prema ovoj formuli, napon na oba kraja dijela električnog kola je direktno proporcionalan otporu i struji. Drugim riječima, ako ne nastojite stalno mijenjati otpor u datom području, onda kada se struja povećava, koristi se metoda povećanja napona.
Značajan napon u kolu će odgovarati većoj struji. Ova pravila vrijede uz stalni otpor. Da bi se dobila ista struja na različitim otporima, viši napon mora odgovarati većem otporu.
Pad napona je napon na određenom dijelu strujnog kola. To znači da su napon i pad napona identični koncepti, a riječ "dip" nema nikakve veze s gubitkom neke količine napona u kolu. Gubitak napona se mora razlikovati od pada napona.
Proračun otpora
Otpor u dijelu strujnog kola izračunava se pomoću klasične formule $R = \frac(U)(I)$. Da biste to učinili, morate postaviti vrijednosti napona i struje. Otpor je omjer napona i struje.
Uz višestruko povećanje ili smanjenje napona, struja se također mijenja nekoliko puta u jednom ili drugom smjeru. Odnos napona i struje, koji je jednak otporu, uvijek ostaje isti.
Otpor određenog vodiča ne zavisi od napona i struje. To će ovisiti o materijalu vodiča, njegovoj dužini i površini poprečnog presjeka. Formula za izračunavanje otpora u dijelu strujnog kruga vrlo je slična formuli za određivanje struje, ali postoji temeljna razlika između njih.
Sastoji se u činjenici da struja u određenom dijelu kruga ovisi o naponu i otporu, pa se stoga mijenja na isti način. Otpor u ovom dijelu kola je konstantan. Ona ne zavisi od promena vrednosti struje i napona, već je jednaka odnosu ovih veličina.
Volt-amper karakteristike
Ohmov zakon je predstavljen u obliku strujno-naponske karakteristike. Odnos između dvije proporcionalne veličine izražen je pravocrtnom linijom na grafikonu. Prolazi kroz ishodište. Takva direktno proporcionalna zavisnost veličina naziva se i linearna zavisnost.
U grafičkom izrazu Ohmovog zakona za dio strujnog kola pri negativnim vrijednostima napona i struje također je nacrtana prava linija. To znači da struja u krugu teče u različitim smjerovima jednako. Sa većim otporom, struja istog napona ima nižu vrijednost.
Strujna naponska karakteristika se sastavlja pomoću posebnih instrumenata. Linearni uređaji su oni čija je karakteristika izražena pravom linijom i ona prolazi kroz ishodište koordinata.
Prilikom sastavljanja strujno-naponske karakteristike, stručnjaci također koriste koncepte linearnog otpora i linearnih krugova.
Definicija 2
Nelinearni uređaji su oni čiji se otpor mijenja pri promjeni struje ili napona. Za takve slučajeve, Ohmov zakon više ne važi.
Zavisi od veličine efekta koji struja može imati na provodnik, bilo da se radi o termičkom, hemijskom ili magnetskom efektu struje. Odnosno, podešavanjem jačine struje, možete kontrolirati njen učinak. Električna struja je, pak, uređeno kretanje čestica pod utjecajem električnog polja.
Zavisnost struje i napona
Očigledno, što jače polje djeluje na čestice, to će biti veća jačina struje u kolu. Električno polje karakterizira veličina koja se naziva napon. Stoga dolazimo do zaključka da struja zavisi od napona.
Zaista, eksperimentalno je bilo moguće utvrditi da je jačina struje direktno proporcionalna naponu. U slučajevima kada je napon u kolu promijenjen bez promjene svih ostalih parametara, struja se povećava ili smanjuje za isti faktor kao i napon.
Veza sa otporom
Međutim, svaki krug ili dio kola karakterizira još jedna važna veličina koja se zove električni otpor. Otpor je obrnuto proporcionalan struji. Ako promijenite vrijednost otpora u bilo kojem dijelu kruga bez promjene napona na krajevima ovog dijela, jačina struje će se također promijeniti. Štoviše, ako smanjimo vrijednost otpora, tada će se jačina struje povećati za isti iznos. I obrnuto, kako se otpor povećava, struja se proporcionalno smanjuje.
Formula Ohmovog zakona za dio kola
Upoređujući ove dvije zavisnosti, može se doći do istog zaključka do kojeg je došao njemački naučnik Georg Ohm 1827. godine. On je povezao tri gornje fizičke veličine i izveo zakon koji je po njemu dobio ime. Ohmov zakon za dio strujnog kola glasi:
Jačina struje u dijelu kola je direktno proporcionalna naponu na krajevima ovog dijela i obrnuto proporcionalna njegovom otporu.
gdje je I trenutna snaga,
U – napon,
R – otpor.
Primjena Ohmovog zakona
Ohmov zakon je jedan od osnovnih zakona fizike. Njegovo otkriće u jednom trenutku nam je omogućilo da napravimo ogroman iskorak u nauci. Trenutno je nemoguće zamisliti bilo kakvo vrlo elementarno izračunavanje osnovnih električnih veličina za bilo koje kolo bez korištenja Ohmovog zakona. Ideja ovog zakona nije isključiva domena inženjera elektronike, već neophodan dio osnovnog znanja svake manje ili više obrazovane osobe. Nije ni čudo što postoji izreka: “Ako ne znate Ohmov zakon, ostanite kod kuće.”
U=IR I R=U/I
Istina, treba shvatiti da je u sastavljenom krugu vrijednost otpora određenog dijela kruga konstantna vrijednost, stoga, kada se jačina struje promijeni, samo će se napon promijeniti i obrnuto. Da biste promijenili otpor dijela kola, krug se mora ponovo sastaviti. Proračun potrebne vrijednosti otpora pri projektovanju i sklapanju kola može se izvršiti prema Ohmovom zakonu, na osnovu očekivanih vrijednosti struje i napona koji će proći kroz datu dionicu kola.
