بیان تحلیلی قانون اهم. قانون اهم برای یک مدار کامل: تاریخچه و فرمول ها

قانون فیزیکی که رابطه (یا ولتاژ الکتریکی) را با قدرت جریان جاری در هادی و مقاومت هادی تعیین می کند. در سال 1826 توسط گئورگ اهم ساخته شد و به نام او نامگذاری شد.

قانون اهم برای جریان متناوب

ملاحظات فوق در مورد خواص مدار الکتریکی هنگام استفاده از یک منبع (ژنراتور) با EMF متغیر با زمان همچنان معتبر است. توجه ویژه فقط منوط به در نظر گرفتن ویژگی های خاص مصرف کننده است که منجر به تفاوت زمان بین رسیدن به حداکثر مقادیر آنها توسط ولتاژ و جریان می شود، یعنی با در نظر گرفتن تغییر فاز.

اگر جریان سینوسی با فرکانس سیکلی باشد ω (\displaystyle \omega)و مدار نه تنها شامل اجزای فعال، بلکه راکتیو (خازن، اندوکتانس) است، سپس قانون اهم تعمیم می یابد. مقادیر موجود در آن پیچیده می شود:

U = I ⋅ Z (\displaystyle \mathbb (U) =\mathbb (I) \cdot Z)

• U = U 0 ه منω تی - ولتاژ یا اختلاف پتانسیل،
• من- قدرت فعلی،
• Z = Re −منδ - مقاومت پیچیده (امپدانس الکتریکی)،
• آر = √ Ra 2 + آر آر 2 - مقاومت کامل
• آر آر = ω L− 1/(ω سی) - راکتانس (تفاوت بین القایی و خازنی)،
• R a- مقاومت فعال (اهمی)، مستقل از فرکانس،
• δ = - آرکتان ( آر آر/Ra) - تغییر فاز بین ولتاژ و جریان

در این حالت، انتقال از متغیرهای مختلط در مقادیر جریان و ولتاژ به مقادیر واقعی (اندازه‌گیری شده) را می‌توان با گرفتن قسمت واقعی یا خیالی (اما در همه عناصر مدار یکسان!) انجام داد. مقادیر پیچیده این مقادیر بر این اساس، انتقال معکوس برای مثال، ساخته شده است: U = U 0 sin⁡ (ω t + φ) (\displaystyle U=U_(0)\sin(\omega t+\varphi))انتخاب چنین U = U 0 e i (ω t + φ) , (\displaystyle \mathbb (U) =U_(0)e^(i(\omega t+\varphi))،)چی Im⁡ U = U . (\displaystyle \operatorname (Im) \mathbb (U) =U.)سپس تمام مقادیر جریان و ولتاژ در مدار باید به عنوان در نظر گرفته شود F = Im⁡ F (\displaystyle F=\operatorname (Im) \mathbb (F))

هر مدار الکتریکی لزوماً حاوی منبع انرژی الکتریکی و گیرنده آن است. به عنوان مثال، ساده ترین مدار الکتریکی متشکل از یک باتری و یک لامپ رشته ای را در نظر بگیرید.

باتری منبع انرژی الکتریکی است و لامپ گیرنده آن است. بین قطب های منبع تغذیه (+ و -) اختلاف پتانسیل وجود دارد، هنگامی که مدار بسته می شود، فرآیند هم ترازی آن تحت تأثیر نیروی الکتروموتور شروع می شود که به اختصار EMF نامیده می شود. جریان الکتریکی از مدار عبور می کند و کار را انجام می دهد - با گرم کردن مارپیچ لامپ الکتریکی، مارپیچ شروع به درخشش می کند.

بنابراین انرژی الکتریکی به انرژی گرمایی و انرژی نور تبدیل می شود.
جریان الکتریکی (J) حرکت منظم ذرات باردار، در این مورد، الکترون ها است.
الکترون ها دارای بار منفی هستند و بنابراین حرکت آنها به سمت قطب مثبت (+) منبع انرژی هدایت می شود.

در این حالت، یک میدان الکترومغناطیسی همیشه تشکیل می شود که از منبع (+) به (-) (به سمت حرکت الکترون ها) از طریق یک مدار الکتریکی با سرعت نور پخش می شود. به طور سنتی، فرض بر این است که جریان الکتریکی (J) از قطب مثبت (+) به سمت منفی (-) حرکت می کند.

حرکت منظم الکترون ها از طریق شبکه کریستالی ماده ای که رسانا است بدون مانع عبور نمی کند. الکترون ها با اتم های ماده برهم کنش می کنند و باعث گرم شدن آن می شوند. بنابراین، ماده مقاومت(R) جریان الکتریکی در آن جریان دارد. و هر چه مقدار مقاومت بیشتر باشد، با همان مقدار جریان، گرمایش قوی تر است.

مقاومت الکتریکی مقداری است که مقاومت یک مدار الکتریکی (یا بخش آن) را در برابر جریان الکتریکی مشخص می کند که در اهم. برقی ولتاژ(U) - مقدار اختلاف پتانسیل منبع جریان الکتریکی. برقی ولتاژ(U)، برقی مقاومت(R)، برقی جاری(J) - اینها خصوصیات اصلی ساده ترین مدار الکتریکی هستند، آنها در رابطه خاصی با یکدیگر هستند.

ولتاژ.
مقاومت.
قدرت فعلی
قدرت.

با استفاده از ماشین حساب قانون اهم در بالا، می توانید به راحتی مقدار جریان، ولتاژ و مقاومت هر گیرنده الکتریکی را محاسبه کنید. همچنین با جایگزینی مقادیر ولتاژ و جریان می توان قدرت آن را تعیین کرد و بالعکس.

برای مثال، باید میزان جریان مصرف شده توسط ایمیل را بدانید. کتری، قدرت 2.2 کیلو وات.
در ستون "ولتاژ" مقدار ولتاژ شبکه خود را در ولت - 220 جایگزین می کنیم.
در ستون "قدرت"، به ترتیب، مقدار توان را در وات 2200 (2.2 کیلو وات) وارد کنید، دکمه "قدرت فعلی را بیابید" را فشار دهید - نتیجه را بر حسب آمپر دریافت می کنیم - 10. اگر سپس دکمه "مقاومت" را فشار دهید، علاوه بر این، می توانید مقاومت الکتریکی کتری ما را در طول کار آن - 22 اهم دریابید.

با استفاده از ماشین حساب بالا می توانید به راحتی محاسبه کنید مقدار مقاومت کلبرای دو مقاومت متصل به موازات.

قانون دوم کیرشهوف می گوید: در یک مدار الکتریکی بسته، مجموع جبری EMF برابر است با مجموع جبری افت ولتاژ در بخش های جداگانه مدار. طبق این قانون برای مدار نشان داده شده در شکل زیر می توان نوشت:

R about \u003d R 1 + R 2

یعنی زمانی که عناصر مدار به صورت سری به هم متصل می شوند، مقاومت کل مدار برابر با مجموع مقاومت های عناصر تشکیل دهنده آن است و ولتاژ به نسبت مقاومت هر یک بین آنها توزیع می شود.
به عنوان مثال، در یک گلدسته سال نو متشکل از 100 لامپ کوچک یکسان، که هر یک از آنها برای ولتاژ 2.5 ولت طراحی شده است، به یک شبکه 220 ولت متصل است، هر لامپ دارای 220/100 \u003d 2.2 ولت خواهد بود.
و البته، در این شرایط، او همیشه با خوشحالی کار خواهد کرد.

جریان متناوب.

جریان متناوب برخلاف جریان مستقیم، جهت ثابتی ندارد. به عنوان مثال، در یک ایمیل معمولی خانگی. شبکه های 220 ولتی 50 هرتز، مثبت و منفی 50 بار در ثانیه مکان را تغییر می دهند. قوانین اهم و کیرشهوف برای مدار جریان مستقیم نیز برای مدارهای جریان متناوب قابل استفاده هستند، اما فقط برای گیرنده های الکتریکی با فعالمقاومت به شکل خالص آن، مانند عناصر گرمایشی مختلف و لامپ های رشته ای.

علاوه بر این، تمام محاسبات با فعالمقادیر جریان و ولتاژ مقدار موثر قدرت AC از نظر عددی برابر با قدرت DC معادل حرارتی است. ارزش موثر Jvariable = 0.707 * Jconstantارزش موثر Uvariable = 0.707*Uconst.مثلا در شبکه خانگی ما جاریمقدار ولتاژ AC - 220 ولتو مقدار حداکثر (دامنه) آن = 220*(1/0.707) = 310 ولت.

نقش قوانین اهم و کیرشهوف در زندگی روزمره یک برقکار.

یک برقکار (کاملاً هر کسی و همه) با انجام فعالیت کاری خود، روزانه با عواقب این قوانین و قوانین اساسی روبرو می شود - می توان گفت - او در واقعیت آنها زندگی می کند. آیا او از دانش نظری که با مشکلات فراوان در موسسات آموزشی مختلف به دست آورده است، برای انجام وظایف کاری روزانه استفاده می کند؟
به عنوان یک قاعده - نه! اغلب، به سادگی - به سادگی، در صورت عدم نیاز، انجام آن.

زیرا کار روزانه یک برقکار معمولی به هیچ وجه شامل محاسبات ذهنی نیست، بلکه برعکس، از اقدامات فیزیکی واضح و دقیق در طول سالها تشکیل شده است. این به این معنی نیست که اصلاً لازم نیست فکر کنید. برعکس - از این گذشته ، عواقب اقدامات عجولانه در این حرفه گاهی اوقات بسیار گران است.

گاهی اوقات، در میان برقکاران طراح، آنها آماتور هستند، آنها اغلب مبتکر هستند. این افراد گهگاه از دانش تئوری خود به نفع تجارت، توسعه و ساخت دستگاه های مختلف، هم برای اهداف شخصی و هم به نفع تولید خود استفاده می کنند. بدون آگاهی از قوانین اهم و کیرشهوف، محاسبات مدارهای الکتریکی که مدار یک دستگاه آینده را تشکیل می دهند کاملاً غیرممکن است.

به طور کلی می توان گفت که قوانین اهم و کیرشهف بیشتر برای یک مهندس طراح یک «ابزار» است تا برای یک برقکار.

که توسط سیم به وسایل برقی مختلف و مصرف کنندگان انرژی الکتریکی متصل می شود، یک مدار الکتریکی را تشکیل می دهد.

مرسوم است که یک مدار الکتریکی را با استفاده از نمودارهایی به تصویر بکشید که در آن عناصر یک مدار الکتریکی (مقاومت ها، منابع جریان، سوئیچ ها، لامپ ها، لوازم خانگی و غیره) با نمادهای خاص مشخص شده اند.

جهت فعلیدر یک مدار، این جهت از قطب مثبت منبع جریان به سمت منفی است. این قانون در قرن نوزدهم برقرار شد. و از آن زمان مشاهده شده است. حرکت بارهای واقعی ممکن است با جهت مشروط جریان منطبق نباشد. بنابراین، در فلزات، حامل های جریان الکترون هایی با بار منفی هستند و از قطب منفی به قطب مثبت، یعنی در جهت مخالف حرکت می کنند. در الکترولیت ها، بسته به اینکه کدام یون ها حامل بار هستند - مثبت یا منفی، حرکت واقعی بارها می تواند همزمان یا مخالف جهت جریان باشد.

گنجاندن عناصر در یک مدار الکتریکی می تواند باشد استواریا موازی.

قانون اهم برای یک مدار کامل

مدار الکتریکی متشکل از یک منبع جریان و یک مقاومت را در نظر بگیرید آر.

قانون اهم برای یک مدار کامل رابطه ای بین قدرت جریان در مدار، EMF و مقاومت کل مدار، متشکل از مقاومت خارجی برقرار می کند. آرو مقاومت داخلی منبع جریان r.

کار نیروهای خارجی آخیابانمنبع جریان، با توجه به تعریف EMF ( ɛ ) برابر است با آخیابان = ɛq، جایی که qشارژی است که توسط EMF جابجا می شود. طبق تعریف جریان q = آن، جایی که تیزمانی است که در طی آن اتهام منتقل شده است. از این رو داریم:

آخیابان = ɛ آی تی.

گرمای تولید شده هنگام انجام کار در مدار، با توجه به قانون ژول لنز، برابر است با:

س = من 2 Rt + من 2 rt.

طبق قانون بقای انرژی A = Q. برابر کردن ( آخیابان = ɛ آی تی) و ( س = من 2 Rt + من 2 rt)، ما گرفتیم:

ɛ = IR + Ir.

قانون اهم برای مدار بسته معمولاً به صورت زیر نوشته می شود:

.

قدرت جریان در یک مدار کامل برابر است با نسبت EMF مدار به مقاومت کل آن.

اگر مدار حاوی چندین منبع متصل به سری با EMF باشد ɛ 1, ɛ 2, ɛ 3و غیره، سپس کل EMF مدار برابر است با مجموع جبری EMF منابع جداگانه. علامت EMF منبع در رابطه با جهت دور زدن مدار تعیین می شود که به طور دلخواه انتخاب شده است، به عنوان مثال، در شکل زیر - خلاف جهت عقربه های ساعت.

نیروهای خارجی در داخل منبع در این مورد کار مثبتی انجام می دهند. برعکس، معادله زیر برای یک مدار برقرار است:

ɛ = ɛ 1 + ɛ 2 + ɛ 3 = | ɛ 1 | - | ɛ 2 | -| ɛ 3 | .

مطابق با قدرت جریان با EMF مثبت مثبت است - جهت جریان در مدار خارجی با جهت دور زدن مدار مطابقت دارد. امپدانس مداری با چندین منبع برابر است با مجموع مقاومت های خارجی و داخلی همه منابع EMF، برای مثال در شکل بالا:

R n \u003d R + r 1 + r 2 + r 3.

چکیده

قانون اهم. تاریخچه کشف انواع مختلف قانون اهم

1. نمای کلی قانون اهم.

2. تاریخچه کشف قانون اهم، زندگینامه مختصری از دانشمند.

3. انواع قوانین اهم.

قانون اهم رابطه بین قدرت جریان را برقرار می کند مندر هادی و اختلاف پتانسیل (ولتاژ) Uبین دو نقطه (بخش) ثابت این هادی:

(1) عامل تناسب آرکه به خواص هندسی و الکتریکی هادی و دما بستگی دارد، مقاومت اهمی یا به سادگی مقاومت یک بخش معین از هادی نامیده می شود. قانون اهم در سال 1826 توسط او کشف شد. فیزیکدان G. Ohm.

گئورگ سیمون اهم در 16 مارس 1787 در ارلانگن در خانواده یک قفل ساز ارثی به دنیا آمد. جورج پس از ترک مدرسه وارد ورزشگاه شهر شد. زورخانه ارلانگن تحت نظارت دانشگاه بود. کلاس های جمنازیوم توسط چهار استاد تدریس می شد. گئورگ، پس از فارغ التحصیلی از دبیرستان، در بهار 1805 شروع به تحصیل در ریاضیات، فیزیک و فلسفه در دانشکده فلسفه دانشگاه ارلانگن کرد.

پس از تحصیل به مدت سه ترم، او دعوت نامه ای را پذیرفت تا به عنوان معلم ریاضیات در یک مدرسه خصوصی در شهر گوتشتات سوئیس مشغول به کار شود.

در سال 1811 او به ارلانگن بازگشت، از دانشگاه فارغ التحصیل شد و دکترا گرفت. بلافاصله پس از فارغ التحصیلی از دانشگاه، سمت Privatdozent گروه ریاضیات همان دانشگاه به او پیشنهاد شد.

در سال 1812 اهم به عنوان معلم ریاضیات و فیزیک در مدرسه بامبرگ منصوب شد. در سال 1817، او اولین اثر چاپی خود را در مورد روش های تدریس، "بهترین گزینه برای آموزش هندسه در کلاس های آمادگی" منتشر کرد. اهم مطالعه برق را آغاز کرد. اهم ابزار اندازه گیری الکتریکی خود را بر اساس طراحی ترازوی پیچشی کولن پایه گذاری کرد. اوم نتایج تحقیقات خود را در قالب مقاله ای با عنوان «گزارش اولیه در مورد قانونی که بر اساس آن فلزات الکتریسیته تماسی را هدایت می کنند» ارائه کرد. این مقاله در سال 1825 در مجله فیزیک و شیمی منتشر شده توسط شوایگر منتشر شد. اما بیانی که اهم یافت و منتشر کرد نادرست بود که یکی از دلایل عدم شناسایی طولانی مدت او بود. با انجام تمام اقدامات احتیاطی، با از بین بردن از قبل همه منابع ادعایی خطا، اهم اقدام به اندازه گیری های جدید کرد.

مقاله معروف او "تعریف قانونی که طبق آن فلزات الکتریسیته تماسی را هدایت می کنند، همراه با طرحی از تئوری دستگاه ولتایی و ضرب کننده شوایگر" که در سال 1826 در مجله فیزیک و شیمی منتشر شد، ظاهر می شود.

در ماه مه 1827، "بررسی های نظری مدارهای الکتریکی" در 245 صفحه، که حاوی استدلال نظری اکنون اهم در مورد مدارهای الکتریکی بود. در این کار، دانشمند پیشنهاد کرد که خواص الکتریکی یک رسانا را با مقاومت آن مشخص کند و این اصطلاح را به استفاده علمی معرفی کرد. اهم فرمول ساده تری برای قانون بخشی از مدار الکتریکی که حاوی EMF نیست پیدا کرد: "میزان جریان در مدار گالوانیکی با مجموع تمام ولتاژها نسبت مستقیم دارد و با مجموع طول های کاهش یافته نسبت عکس دارد. در این مورد، کل طول کاهش یافته به عنوان مجموع تمام طول های کاهش یافته فردی برای مقاطع همگن با رسانایی متفاوت و سطح مقطع متفاوت تعریف می شود.

در سال 1829 مقاله او "مطالعه تجربی عملکرد یک ضرب کننده الکترومغناطیسی" ظاهر شد که در آن پایه های تئوری ابزارهای اندازه گیری الکتریکی گذاشته شد. در اینجا اهم یک واحد مقاومت را پیشنهاد کرد که برای آن مقاومت یک سیم مسی به طول 1 فوت و با مقطع 1 خط مربع را انتخاب کرد.

در سال 1830، مطالعه جدید اهم "تلاش برای ایجاد یک نظریه تقریبی رسانایی تک قطبی" ظاهر شد.

تنها در سال 1841 آثار اهم به انگلیسی، در سال 1847 به ایتالیایی و در سال 1860 به فرانسوی ترجمه شد.

در 16 فوریه 1833، هفت سال پس از انتشار مقاله ای که کشف او در آن منتشر شد، به اوم سمتی به عنوان استاد فیزیک در دانشکده پلی تکنیک نورنبرگ که به تازگی سازماندهی شده بود، پیشنهاد شد. این دانشمند تحقیقات خود را در زمینه آکوستیک آغاز می کند. اهم نتایج تحقیقات آکوستیک خود را در قالب قانونی تدوین کرد که بعدها به قانون آکوستیک اهم معروف شد.

قبل از همه دانشمندان خارجی، قانون اهم توسط فیزیکدانان روسی لنز و ژاکوبی به رسمیت شناخته شد. آنها همچنین به شناسایی بین المللی آن کمک کردند. با مشارکت فیزیکدانان روسی، در 5 می 1842، انجمن سلطنتی لندن به اوم مدال طلا اعطا کرد و او را به عضویت خود انتخاب کرد.

در سال 1845 او به عنوان عضو اصلی آکادمی علوم باواریا انتخاب شد. در سال 1849، این دانشمند برای پست استادی فوق العاده به دانشگاه مونیخ دعوت شد. در همان سال به سرپرستی مجموعه دولتی ابزارهای فیزیک و ریاضی با سخنرانی های همزمان در زمینه فیزیک و ریاضیات منصوب شد. در سال 1852 اوم مقام استاد معمولی را دریافت کرد. اهم در 6 ژوئیه 1854 درگذشت. در سال 1881، در یک کنگره الکتریکی در پاریس، دانشمندان به اتفاق آرا نام واحد مقاومت - 1 اهم را تایید کردند.

به طور کلی، رابطه بین منو Uغیر خطی است، اما در عمل همیشه می توان آن را خطی در یک محدوده ولتاژ مشخص در نظر گرفت و قانون اهم را اعمال کرد. برای فلزات و آلیاژهای آنها، این فاصله عملا نامحدود است.

قانون اهم به شکل (1) برای مقاطع مداری که دارای منابع EMF نیستند معتبر است. در صورت وجود چنین منابعی (باتری ها، ترموکوپل ها، ژنراتورها و غیره)، قانون اهم به شکل زیر است:

(2) - EMF کلیه منابع موجود در بخش مدار مورد بررسی. برای یک مدار بسته، قانون اهم به شکل زیر است: (3) - مقاومت کل مدار، برابر با مجموع مقاومت خارجی rو مقاومت داخلی منبع EMF. تعمیم قانون اهم در مورد یک زنجیره منشعب، قانون دوم کیرشهوف است.

قانون اهم را می توان به شکل دیفرانسیل نوشت که چگالی جریان را در هر نقطه از هادی مربوط می کند. jبا قدرت میدان الکتریکی کامل پتانسیل. قدرت میدان الکتریکی E، که در هادی ها توسط بارهای میکروسکوپی (الکترون ها، یون ها) خود هادی ها ایجاد می شود، نمی تواند از حرکت ثابت بارهای آزاد (جریان) پشتیبانی کند، زیرا کار این میدان در یک مسیر بسته صفر است. جریان توسط نیروهای غیرالکترواستاتیکی با منشأهای مختلف (القایی، شیمیایی، حرارتی و غیره) پشتیبانی می‌شود که در منابع EMF عمل می‌کنند و می‌توانند به صورت میدان غیرپتانسیل معادل با شدت نمایش داده شوند. E ST،شخص ثالث نامیده می شود. قدرت کل میدانی که در داخل هادی بر روی بارها عمل می کند به طور کلی برابر است E + E ST . بر این اساس، قانون دیفرانسیل اهم به شکل زیر است:

یا ، (4) مقاومت ماده هادی است و رسانایی الکتریکی آن است.

قانون اهم به شکل مختلط برای جریان های شبه ساکن سینوسی نیز معتبر است.

جریان الکتریکی و ولتاژ خطرناک شنیده نمی شود (به استثنای زمزمه خطوط فشار قوی و تاسیسات الکتریکی). قطعات تحت ولتاژ تحت ولتاژ از نظر ظاهری تفاوتی ندارند.

تشخیص آنها هم از طریق بو و هم با افزایش دما در حالت های معمولی غیرممکن است، آنها تفاوتی ندارند. اما ما جاروبرقی را در یک سوکت بی صدا و بی صدا روشن می کنیم، سوئیچ را می چرخانیم - و به نظر می رسد انرژی به خودی خود از ناکجاآباد می آید و به شکل سر و صدا و فشرده سازی در داخل لوازم خانگی ظاهر می شود.

مجدداً اگر دو میخ را به پریزهای پریز بچسبانیم و آنها را بگیریم، به معنای واقعی کلمه با تمام بدن خود واقعیت و عینیت وجود جریان الکتریکی را احساس خواهیم کرد. البته انجام این کار به شدت ممنوع است. اما نمونه‌های جاروبرقی و میخ‌ها به وضوح به ما نشان می‌دهند که مطالعه و درک قوانین اساسی مهندسی برق به ایمنی کار با برق خانگی و همچنین حذف تعصبات خرافی مرتبط با جریان و ولتاژ الکتریکی کمک می‌کند.

بنابراین، بیایید یکی از با ارزش ترین قانون مهندسی برق را در نظر بگیریم که دانستن آن مفید است. و ما سعی خواهیم کرد آن را به محبوب ترین شکل ممکن انجام دهیم.

قانون اهم

1. شکل دیفرانسیل قانون اهم

البته مهمترین قانون مهندسی برق این است که قانون اهم. حتی افرادی که مرتبط با مهندسی برق نیستند نیز از وجود آن اطلاع دارند. اما در این میان سوال "آیا قانون اهم را می دانید؟" در دانشگاه های فنی دامی برای دانش آموزان متکبر و متکبر است. رفیق البته پاسخ می دهد که قانون اهم را کاملاً می شناسد و سپس از او می خواهند که این قانون را به صورت دیفرانسیل ارائه دهد. اینجاست که معلوم می شود یک دانش آموز یا دانشجوی سال اول هنوز باید درس بخواند و درس بخواند.

با این حال، شکل دیفرانسیل قانون اهم تقریباً در عمل قابل اجرا نیست. این نشان دهنده رابطه بین چگالی جریان و قدرت میدان است:

که در آن G رسانایی مدار است. E - شدت جریان الکتریکی.

همه اینها تلاش هایی برای بیان جریان الکتریکی است، تنها با در نظر گرفتن خواص فیزیکی ماده هادی، بدون در نظر گرفتن پارامترهای هندسی آن (طول، قطر و غیره). شکل دیفرانسیل قانون اهم یک تئوری محض است، دانش آن در زندگی روزمره مطلقاً مورد نیاز نیست.

2. شکل یکپارچه نوشتن قانون اهم برای بخش مدار

مورد دیگر شکل انتگرال علامت گذاری است. همچنین دارای انواع مختلفی است. محبوب ترین آنها است قانون اهم برای بخش مدار: I=U/R

به عبارت دیگر، جریان در یک بخش مدار همیشه بیشتر است، ولتاژ اعمال شده به این بخش بیشتر و مقاومت این بخش کمتر است.

این "نوع" قانون اهم برای همه کسانی که حداقل گاهی مجبور هستند با برق سر و کار داشته باشند، به سادگی باید به خاطر بسپارند. خوشبختانه اعتیاد بسیار ساده است. پس از همه، ولتاژ در شبکه را می توان بدون تغییر در نظر گرفت. برای یک پریز 220 ولت است. بنابراین، معلوم می شود که جریان در مدار فقط به مقاومت مدار متصل به پریز بستگی دارد. از این رو اخلاق ساده: این مقاومت باید تحت نظارت باشد.

اتصال کوتاه که همه می دانند دقیقاً به دلیل مقاومت کم مدار خارجی اتفاق می افتد. فرض کنید به دلیل اتصال نامناسب سیم ها در جعبه اتصال، سیم فاز و نول مستقیماً به یکدیگر متصل شده اند. سپس مقاومت بخش مدار به شدت کاهش می یابد و تقریباً صفر می شود و جریان نیز به شدت افزایش می یابد و به مقدار بسیار زیادی می رسد. اگر سیم کشی به درستی انجام شود، کلید قطع می شود، و اگر وجود نداشته باشد، یا اگر معیوب یا اشتباه انتخاب شده باشد، سیم با افزایش جریان مقابله نمی کند، گرم نمی شود، ذوب می شود و احتمالاً باعث آتش سوزی می شود.

اما این اتفاق می افتد که دستگاه هایی که به پریز وصل شده اند و به مدت بیش از یک ساعت کار کرده اند باعث اتصال کوتاه می شوند. یک مورد معمولی فن هایی است که سیم پیچ های موتور آن به دلیل گیر کردن پره ها بیش از حد گرم شده است. عایق سیم پیچ موتور برای گرمایش جدی طراحی نشده است، به سرعت غیرقابل استفاده می شود. در نتیجه اتصال کوتاه دور به نوبه ظاهر می شود که مقاومت را کاهش می دهد و طبق قانون اهم منجر به افزایش جریان نیز می شود.

جریان افزایش یافته به نوبه خود باعث می شود که عایق سیم پیچ ها کاملاً غیرقابل استفاده شود و دیگر یک دور زدن نیست، بلکه یک اتصال کوتاه واقعی و تمام عیار است. جریان علاوه بر سیم پیچ ها، بلافاصله از فاز به سیم خنثی می رود. درست است، تمام موارد فوق فقط با یک فن بسیار ساده و ارزان که مجهز به محافظ حرارتی نیست، اتفاق می افتد.

قانون اهم برای جریان متناوب

لازم به ذکر است که رکورد داده شده از قانون اهم یک مقطع مدار با ولتاژ ثابت را توصیف می کند. در شبکه های ولتاژ متناوب، راکتانس اضافی وجود دارد و امپدانس مقدار ریشه دوم مجموع مربع های فعال و راکتانس را به خود می گیرد.

قانون اهم برای بخشی از مدار جریان متناوب به شکل زیر است: I \u003d U / Z,

جایی که Z امپدانس مدار است.

اما یک راکتانس بزرگ، اول از همه، مشخصه ماشین های الکتریکی قدرتمند و فناوری مبدل قدرت است. مقاومت الکتریکی داخلی لوازم خانگی و لامپ ها تقریباً کاملاً فعال است. بنابراین، در زندگی روزمره برای محاسبات، می توانید از ساده ترین شکل نوشتن قانون اهم استفاده کنید: I \u003d U / R.

3. نماد انتگرال برای یک مدار کامل

از آنجایی که شکلی از نوشتن قانون برای بخشی از زنجیره وجود دارد، پس وجود دارد قانون اهم برای یک مدار کامل: I=E/(r+R).

در اینجا r مقاومت داخلی منبع EMF شبکه است و R امپدانس خود مدار است.

برای نشان دادن این زیرگونه از قانون اهم، نیازی به رفتن زیاد برای یک مدل فیزیکی وجود ندارد - این شبکه الکتریکی یک ماشین است که در آن باتری منبع EMF است. نمی توان فرض کرد که مقاومت باتری برابر با صفر مطلق است، بنابراین، حتی با یک مدار مستقیم بین پایانه های آن (بدون مقاومت R)، جریان تا بی نهایت افزایش نمی یابد، بلکه به سادگی به مقدار زیادی افزایش می یابد. با این حال، این مقدار بالا البته برای آب شدن سیم ها و جرقه زدن تودوزی خودرو کافی است. بنابراین مدارهای الکتریکی خودروها به وسیله فیوز از اتصال کوتاه محافظت می شود.

اگر اتصال کوتاه قبل از بلوک فیوز نسبت به باتری اتفاق بیفتد، یا اگر یکی از فیوزها به طور کامل با یک قطعه سیم مسی جایگزین شود، ممکن است چنین حفاظتی کافی نباشد. سپس تنها یک رستگاری وجود دارد - لازم است مدار را در اسرع وقت به طور کامل قطع کنید، "جرم"، یعنی ترمینال منفی را دور بریزید.

4. شکل یکپارچه نوشتن قانون اهم برای بخش مدار حاوی منبع EMF

لازم به ذکر است که نسخه دیگری از قانون اهم وجود دارد - برای بخش مدار حاوی منبع EMF:

در اینجا U اختلاف پتانسیل در ابتدا و انتهای بخش مدار مورد بررسی است. علامت جلوی مقدار EMF به جهت آن نسبت به ولتاژ بستگی دارد. زمانی که بخشی از مدار برای مطالعه دقیق در دسترس نیست و ما را مورد توجه قرار نمی دهد، اغلب لازم است از قانون اهم برای بخشی از یک مدار در هنگام تعیین پارامترهای یک مدار استفاده شود. فرض کنید توسط قسمت های جدایی ناپذیر کیس پنهان شده است. در مدار باقی مانده، یک منبع EMF و عناصر با مقاومت مشخص وجود دارد. سپس با اندازه گیری ولتاژ ورودی قسمت مجهول مدار می توان جریان و پس از آن مقاومت عنصر مجهول را محاسبه کرد.

نتیجه گیری

بنابراین، می‌توانیم ببینیم که قانون «ساده» اهم به همان اندازه که برخی تصور می‌کردند ساده نیست. با دانستن تمام اشکال ثبت یکپارچه قوانین اهم، می توانید بسیاری از الزامات ایمنی الکتریکی را درک کرده و به راحتی به خاطر بسپارید و همچنین در کار با الکتریسیته اطمینان حاصل کنید.