قانون اهم برای بخشی از تعریف مدار الکتریکی. قانون اهم برای یک سایت زنجیره ای - راهنمای کامل مبتدیان

قانون اساسی مهندسی برق که با آن می توانید مدارهای الکتریکی را مطالعه و محاسبه کنید، قانون اهم است که رابطه بین جریان، ولتاژ و مقاومت را برقرار می کند. لازم است که ماهیت آن را به وضوح درک کنید و بتوانید هنگام حل مسائل عملی از آن به درستی استفاده کنید. اغلب اشتباهات در مهندسی برق به دلیل ناتوانی در اعمال صحیح قانون اهم رخ می دهد.

قانون اهم برای بخشی از مدار می گوید: جریان با ولتاژ نسبت مستقیم و با مقاومت نسبت معکوس دارد.

اگر ولتاژ عمل کننده در مدار الکتریکی چندین برابر افزایش یابد، جریان در این مدار به همان میزان افزایش می یابد. و اگر مقاومت مدار را چندین برابر افزایش دهیم، جریان به همان میزان کاهش می یابد. به طور مشابه، جریان آب در لوله بیشتر است، فشار قوی تر و مقاومت لوله در برابر حرکت آب کمتر است.

در یک شکل رایج، این قانون را می توان به صورت زیر فرموله کرد: هر چه ولتاژ در همان مقاومت بیشتر باشد، آمپر بیشتر است و در عین حال، هر چه مقاومت در همان ولتاژ بیشتر باشد، آمپر کمتر است.

برای بیان ریاضی قانون اهم به ساده ترین شکل ممکن، اعتقاد بر این است که مقاومت رسانایی که در آن جریان 1 A با ولتاژ 1 ولت جریان دارد 1 اهم است.

جریان در آمپر را همیشه می توان با تقسیم ولتاژ بر حسب ولت بر مقاومت بر حسب اهم تعیین کرد. بنابراین قانون اهم برای یک بخش از یک زنجیرهبا فرمول زیر نوشته می شود:

I = U / R.

مثلث جادویی

هر بخش یا عنصر یک مدار الکتریکی را می توان با سه ویژگی مشخص کرد: جریان، ولتاژ و مقاومت.

نحوه استفاده از مثلث اهم:ما مقدار مورد نیاز را می بندیم - دو نماد دیگر فرمول محاسبه آن را ارائه می دهند. به هر حال، تنها یک فرمول از مثلث قانون اهم نامیده می شود - فرمولی که وابستگی جریان به ولتاژ و مقاومت را منعکس می کند. دو فرمول دیگر، اگرچه پیامدهای آن هستند، اما معنای فیزیکی ندارند.

محاسباتی که با استفاده از قانون اهم برای بخشی از مدار انجام می شود، زمانی که ولتاژ بر حسب ولت، مقاومت بر حسب اهم و جریان بر حسب آمپر باشد، صحیح خواهد بود. اگر چندین واحد از این کمیت ها استفاده شود (مثلاً میلی آمپر، میلی ولت، مگا اهم و غیره) باید به ترتیب به آمپر، ولت و اهم تبدیل شوند. برای تأکید بر این موضوع، گاهی اوقات فرمول قانون اهم برای یک بخش زنجیره ای به صورت زیر نوشته می شود:

آمپر = ولت / اهم

شما همچنین می توانید جریان را بر حسب میلی آمپر و میکرو آمپر محاسبه کنید، در حالی که ولتاژ باید به ترتیب بر حسب ولت و مقاومت به ترتیب بر حسب کیلو اهم و مگا اهم بیان شود.

مقالات دیگر در مورد برق به روشی ساده و در دسترس:

محاسبه ولتاژ با استفاده از قانون اهم را می توان در مثال زیر نشان داد. اجازه دهید جریانی معادل 5 میلی آمپر از قسمتی از مدار با مقاومت 10 کیلو اهم عبور کند و برای تعیین ولتاژ در این قسمت لازم است.

با ضرب I = 0.005 A به R -10000 اهم، ولتاژی برابر با 5 0 ولت دریافت می کنیم. با ضرب 5 میلی آمپر در 10 کیلو اهم می توان همان نتیجه را بدست آورد: U = 50 ولت

در دستگاه های الکترونیکی، جریان معمولا بر حسب میلی آمپر و مقاومت بر حسب کیلو اهم بیان می شود. بنابراین، استفاده از این واحدهای اندازه گیری در محاسبات طبق قانون اهم راحت است.

اگر ولتاژ و جریان مشخص باشد، قانون اهم نیز مقاومت را محاسبه می کند. فرمول این مورد به صورت زیر نوشته شده است: R = U / I.

مقاومت همیشه نسبت ولتاژ به جریان است.اگر ولتاژ چندین بار کم یا زیاد شود، جریان به همان تعداد بار کم یا زیاد می شود. نسبت ولتاژ به جریان، برابر با مقاومت، بدون تغییر باقی می ماند.

فرمول تعیین مقاومت را نباید به این معنا درک کرد که مقاومت یک هادی معین به جریان و ولتاژ بستگی دارد. شناخته شده است که به طول، سطح مقطع و مواد هادی بستگی دارد. در ظاهر، فرمول تعیین مقاومت شبیه فرمول محاسبه جریان است، اما یک تفاوت اساسی بین آنها وجود دارد.

جریان در یک بخش معین از مدار واقعاً به ولتاژ و مقاومت بستگی دارد و با تغییر آنها تغییر می کند. و مقاومت این بخش از مدار یک مقدار ثابت است که به تغییرات ولتاژ و جریان بستگی ندارد بلکه برابر با نسبت این مقادیر است.

هنگامی که جریان یکسانی در دو بخش از مدار جاری می شود و ولتاژهای اعمال شده به آنها متفاوت است، واضح است که قسمتی که ولتاژ بیشتری به آن اعمال می شود، به نسبت مقاومت بیشتری دارد.

و اگر تحت اثر ولتاژ یکسان، جریان متفاوتی در دو بخش مختلف مدار بگذرد، در آن مقطع همیشه جریان کمتری در آن مقطع وجود خواهد داشت که مقاومت بیشتری دارد. همه اینها از فرمول اساسی قانون اهم برای یک بخش از مدار ناشی می شود، یعنی از این واقعیت که جریان بیشتر باشد، ولتاژ بیشتر و مقاومت کمتر است.

محاسبه مقاومت با استفاده از قانون اهم برای مقطعی از مدار در مثال زیر نشان داده شده است. لازم است مقاومت بخشی را که جریان 50 میلی آمپر با ولتاژ 40 ولت از آن عبور می کند، پیدا کنید. با بیان جریان بر حسب آمپر، I = 0.05 A بدست می آوریم. 40 را بر 0.05 تقسیم می کنیم و می بینیم که مقاومت 800 اهم است.

قانون اهم را می توان در قالب به اصطلاح تجسم کرد مشخصه جریان-ولتاژ... همانطور که می دانید رابطه مستقیم بین دو کمیت، خط مستقیمی است که از مبدا می گذرد. این وابستگی معمولاً خطی نامیده می شود.

در شکل شکل 2 نمونه ای از نمودار قانون اهم را برای مقطعی از مدار با مقاومت 100 اهم نشان می دهد. محور افقی ولتاژ بر حسب ولت و محور عمودی جریان بر حسب آمپر است. مقیاس جریان و ولتاژ را می توان به دلخواه انتخاب کرد. یک خط مستقیم رسم می شود به طوری که برای هر نقطه، نسبت ولتاژ به جریان 100 اهم است. به عنوان مثال، اگر U = 50 ولت، آنگاه I = 0.5 A و R = 50: 0.5 = 100 اهم.

برنج. 2. قانون اهم (مشخصه جریان-ولتاژ)

نمودار قانون اهم برای مقادیر جریان و ولتاژ منفی یکسان است. این نشان می دهد که جریان در مدار در هر دو جهت یکسان جریان دارد. هرچه مقاومت بیشتر باشد، جریان کمتری در یک ولتاژ مشخص به دست می‌آید و خط مستقیم به آرامی می‌رود.

دستگاه هایی که در آنها مشخصه جریان-ولتاژ یک خط مستقیم است که از مبدأ عبور می کند، یعنی مقاومت در هنگام تغییر ولتاژ یا جریان ثابت می ماند. دستگاه های خطی... از اصطلاحات مدارهای خطی، مقاومت های خطی نیز استفاده می شود.

همچنین دستگاه هایی وجود دارند که در آنها با تغییر ولتاژ یا جریان، مقاومت تغییر می کند. سپس رابطه بین جریان و ولتاژ نه بر اساس قانون اهم، بلکه به روشی پیچیده تر بیان می شود. برای چنین دستگاه هایی، مشخصه جریان-ولتاژ یک خط مستقیم نخواهد بود که از مبدا عبور می کند، بلکه یک منحنی یا یک خط شکسته است. به این وسایل غیر خطی می گویند.

نمودار یادگاری قانون اهم

قانون اهم اغلب به عنوان قانون اساسی الکتریسیته شناخته می شود. فیزیکدان معروف آلمانی، گئورگ سیمون اهم، که آن را در سال 1826 کشف کرد، رابطه بین مقادیر فیزیکی اصلی مدار الکتریکی - مقاومت، ولتاژ و جریان را ایجاد کرد.

مدار الکتریکی

برای درک بهتر مفهوم قانون اهم، باید نحوه عملکرد یک مدار الکتریکی را بدانید.

مدار الکتریکی چیست؟ این مسیری است که ذرات باردار الکتریکی (الکترون ها) در یک مدار الکتریکی طی می کنند.

برای اینکه یک جریان در مدار الکتریکی وجود داشته باشد، لازم است دستگاهی در آن وجود داشته باشد که در اثر نیروهای منشأ غیر الکتریکی، اختلاف پتانسیل در بخش‌هایی از مدار ایجاد و حفظ کند. چنین وسیله ای نامیده می شود منبع جریان ثابتو نیروها - نیروهای خارجی.

مدار الکتریکی که منبع جریان در آن قرار دارد را فرا می خوانم تی مدار الکتریکی کامل. منبع تغذیه در چنین مداری تقریباً همان عملکرد پمپی را انجام می دهد که مایع را در یک سیستم هیدرولیک بسته پمپ می کند.

ساده ترین مدار الکتریکی بسته شامل یک منبع و یک مصرف کننده انرژی الکتریکی است که توسط هادی ها به هم متصل می شوند.

پارامترهای مدار الکتریکی

اهم قانون معروف خود را به صورت تجربی استنباط کرد.

بیایید یک آزمایش ساده انجام دهیم.

بیایید یک مدار الکتریکی جمع کنیم که در آن باتری منبع جریان باشد و آمپر متر به عنوان دستگاه اندازه گیری جریان به صورت سری به مدار متصل شود. بار یک سیم مارپیچ است. ولتاژ با استفاده از یک ولت متر متصل به موازات مارپیچ اندازه گیری می شود. با هم ببندیمبا استفاده از کلید، مدار الکتریکی را بنویسید و قرائت دستگاه ها را یادداشت کنید.

بیایید دومی را دقیقاً با همان پارامترها به باتری اول وصل کنیم. بیایید دوباره مدار را ببندیم. دستگاه ها نشان خواهند داد که هم جریان و هم ولتاژ دو برابر شده است.

اگر یکی دیگر از همان را به 2 باتری اضافه کنید، جریان سه برابر می شود، ولتاژ نیز سه برابر می شود.

نتیجه واضح است: جریان در یک هادی به طور مستقیم با ولتاژ اعمال شده به انتهای هادی متناسب است.

در تجربه ما، بزرگی مقاومت ثابت باقی ماند. ما فقط مقدار جریان و ولتاژ را در بخش هادی تغییر دادیم. بیایید فقط یک باتری باقی بگذاریم. اما ما از مارپیچ های ساخته شده از مواد مختلف به عنوان بار استفاده خواهیم کرد. مقاومت آنها متفاوت است. با اتصال تک تک آنها، قرائت دستگاه ها را نیز ثبت می کنیم. خواهیم دید که در اینجا برعکس است. هر چه مقدار مقاومت بالاتر باشد، قدرت جریان کمتر است. جریان در مدار با مقاومت نسبت معکوس دارد.

بنابراین، تجربه ما به ما این امکان را داد که وابستگی قدرت جریان را به مقدار ولتاژ و مقاومت ایجاد کنیم.

تجربه اهم البته متفاوت بود. در آن روزها آمپرمترها وجود نداشتند و اهم برای اندازه گیری قدرت جریان از ترازوی پیچشی کولن استفاده می کرد. منبع فعلی یک عنصر ولتا ساخته شده از روی و مس بود که در محلول اسید هیدروکلریک قرار داشتند. سیم های مسی را در فنجان های جیوه قرار می دادند. انتهای سیم ها از منبع فعلی نیز به آنجا آورده شد. سیم ها دارای سطح مقطع یکسان اما طول های متفاوت بودند. به همین دلیل، بزرگی مقاومت تغییر کرد. با اتصال متناوب سیم های مختلف به زنجیر، زاویه چرخش سوزن مغناطیسی را در تعادل پیچشی مشاهده کردیم. در واقع، این خود قدرت جریان نبود که اندازه گیری شد، بلکه تغییر در عمل مغناطیسی جریان به دلیل گنجاندن سیم هایی با مقاومت های مختلف در مدار بود. اوم این را "از دست دادن قدرت" نامید.

اما به هر شکلی، آزمایش های دانشمند به او اجازه داد تا قانون معروف خود را استخراج کند.

جورج سیمون اهم

قانون اهم برای یک مدار کامل

در همین حال، فرمول استنباط شده توسط خود اهم به این صورت بود:

این چیزی نیست جز فرمول قانون اهم برای یک مدار الکتریکی کامل: "جریان در مدار با EMF عمل کننده در مدار متناسب است و با مجموع مقاومت های مدار خارجی و مقاومت داخلی منبع نسبت معکوس دارد.».

در آزمایشات اهم، کمیت ایکس تغییر در بزرگی جریان را نشان داد. در فرمول مدرن، با قدرت فعلی مطابقت داردمن در زنجیره جریان دارد بزرگی آ ویژگی های منبع ولتاژ را مشخص می کند که مطابق با نامگذاری مدرن نیروی الکتروموتور (EMF) است. ε ... ارزش کمیتل بستگی به طول هادی هایی دارد که عناصر مدار الکتریکی را به هم متصل می کنند. این مقدار مشابه مقاومت مدار الکتریکی خارجی بودآر ... پارامتر ب خصوصیات کل تاسیساتی را که آزمایش بر روی آن انجام شد مشخص کرد. در نامگذاری مدرن، این استr - مقاومت داخلی منبع جریان.

فرمول مدرن قانون اهم برای یک زنجیره کامل چگونه به دست می آید؟

EMF منبع برابر است با مجموع افت ولتاژ در مدار خارجی (U ) و در خود منبع (U 1 ).

ε = U + U 1 .

قانون اهم من = U / آر به دنبال آن است U = من · آر ، آ U 1 = من · r .

با جایگزینی این عبارات با عبارت قبلی، دریافت می کنیم:

ε = I R + I r = I (R + r) , جایی که

طبق قانون اهم، ولتاژ در مدار خارجی برابر است با حاصلضرب قدرت جریان و مقاومت. U = I R. همیشه کمتر از emf منبع است. تفاوت برابر با مقدار است U 1 = I r .

وقتی باتری یا باتری قابل شارژ کار می کند چه اتفاقی می افتد؟ با تخلیه باتری، مقاومت داخلی آن افزایش می یابد. بنابراین افزایش می یابد U 1 و کاهش می یابد U .

اگر پارامترهای منبع از مدار حذف شوند، قانون کامل اهم برای بخشی از مدار به قانون اهم تبدیل می شود.

مدار کوتاه

اما اگر مقاومت مدار خارجی به طور ناگهانی صفر شود چه اتفاقی می افتد؟ در زندگی روزمره، اگر مثلاً عایق برق سیم‌ها آسیب ببینند و به هم بسته شوند، می‌توانیم این را مشاهده کنیم. پدیده ای به نام وجود دارد مدار کوتاه... جریان تماس گرفت جریان اتصال کوتاهبسیار بزرگ خواهد بود. این مقدار زیادی گرما را آزاد می کند که می تواند منجر به آتش سوزی شود. برای جلوگیری از این اتفاق، دستگاه هایی به نام فیوز در مدار قرار می گیرند. آنها به گونه ای طراحی شده اند که در لحظه اتصال کوتاه می توانند مدار الکتریکی را قطع کنند.

قانون اهم برای جریان متناوب

در یک مدار ولتاژ متناوب، علاوه بر مقاومت فعال معمول، راکتانس (خازن، اندوکتانس) مواجه می شود.

برای چنین زنجیری U = من · ز ، جایی که ز - امپدانس، شامل اجزای فعال و راکتیو.

اما ماشین‌های الکتریکی قدرتمند و نیروگاه‌ها راکتانس بالایی دارند. در لوازم خانگی اطراف ما، مولفه واکنش پذیر آنقدر کوچک است که می توان آن را نادیده گرفت و برای محاسبات، از شکل ساده ای از نوشتن قانون اهم استفاده کنید:

من = U / آر

قدرت و قانون اهم

اهم نه تنها رابطه بین ولتاژ، جریان و مقاومت مدار الکتریکی را ایجاد کرد، بلکه معادله ای را برای تعیین توان استخراج کرد:

پ = U · من = من 2 · آر

همانطور که می بینید، هر چه جریان یا ولتاژ بیشتر باشد، قدرت بیشتر است. از آنجایی که یک هادی یا مقاومت یک بار محموله نیست، توانی که روی آن می افتد به عنوان اتلاف توان در نظر گرفته می شود. به گرم کردن هادی می رود. و هر چه مقاومت چنین هادی بیشتر باشد، قدرت بیشتری در آن از بین می رود. برای کاهش اتلاف حرارت از هادی های مقاومت کمتر در مدار استفاده می شود. این کار، برای مثال، در تاسیسات صوتی قدرتمند انجام می شود.

به جای پایان نامه

یک نکته کوچک برای کسانی که گیج هستند و نمی توانند فرمول قانون اهم را به خاطر بسپارند.

مثلث را به 3 قسمت تقسیم کنید. علاوه بر این، نحوه انجام این کار کاملاً بی اهمیت است. بیایید در هر یک از آنها کمیت های موجود در قانون اهم را بنویسیم - همانطور که در شکل نشان داده شده است.

بیایید مقدار پیدا شده را ببندیم. اگر مقادیر باقی مانده در یک سطح باشند، باید ضرب شوند. اگر آنها در سطوح مختلف قرار دارند، پس مقدار واقع در بالا باید بر مقدار پایین تقسیم شود.

قانون اهم به طور گسترده ای در طراحی شبکه های الکتریکی در تولید و در زندگی روزمره استفاده می شود.

با سلام خدمت خوانندگان محترم سایت "یادداشت های یک برقکار" ..

امروز یک بخش جدید در سایت باز می کنم به نام.

در این قسمت سعی می کنم سوالات مهندسی برق را به صورت تصویری و ساده برای شما توضیح دهم. من فوراً خواهم گفت که ما در دانش نظری زیاد نخواهیم کرد ، اما به ترتیب کافی با اصول اولیه آشنا خواهیم شد.

اولین چیزی که می خواهم شما را با آن آشنا کنم قانون اهم برای یک بخش زنجیره ای است. این اساسی ترین قانونی است که همه باید بدانند.

آگاهی از این قانون به ما این امکان را می دهد که آزادانه و با دقت مقادیر قدرت جریان، ولتاژ (تفاوت پتانسیل) و مقاومت در بخش مدار را تعیین کنیم.

اوم کیست؟ کمی تاریخ

قانون اهم توسط فیزیکدان معروف آلمانی گئورگ سیمون اهم در سال 1826 کشف شد. اینگونه به نظر می رسید.

من کل بیوگرافی گئورگ اهم را به شما نمی گویم. در منابع دیگر می توانید در مورد این موضوع با جزئیات بیشتر مطلع شوید.

من فقط مهمترین چیز را می گویم.

اساسی ترین قانون مهندسی برق که ما به طور فعال در محاسبات پیچیده در طراحی، تولید و زندگی روزمره از آن استفاده می کنیم، به نام او نامگذاری شده است.

قانون اهم برای بخش همگن مدار به شرح زیر است:

I - مقدار جریان عبوری از بخش مدار (اندازه گیری شده در آمپر)

U مقدار ولتاژ در بخش مدار است (اندازه گیری شده بر حسب ولت)

R مقدار مقاومت بخش مدار است (اندازه گیری شده بر حسب اهم)

اگر فرمول با کلمات توضیح داده شود، معلوم می شود که قدرت جریان متناسب با ولتاژ و نسبت معکوس با مقاومت مقطع مدار است.

بیایید یک آزمایش انجام دهیم

برای درک فرمول، نه در کلمات، بلکه در عمل، لازم است نمودار زیر را جمع آوری کنید:

هدف این مقاله نشان دادن نحوه استفاده از قانون اهم برای بخشی از مدار است. بنابراین، من این نمودار را در میز کار خود جمع آوری کردم. در زیر ببینید که چگونه به نظر می رسد.

با استفاده از کلید کنترل (انتخاب)، می توانید ولتاژ ثابت یا ولتاژ متناوب را در خروجی انتخاب کنید. در مورد ما، ولتاژ ثابت استفاده می شود. من سطح ولتاژ را با استفاده از اتوترانسفورماتور آزمایشگاهی (LATR) تغییر می دهم.

در آزمایش ما، من از ولتاژی در بخش مدار برابر با 220 (V) استفاده خواهم کرد. ما به کنترل ولتاژ خروجی با استفاده از یک ولت متر نگاه می کنیم.

اکنون ما کاملاً آماده هستیم تا آزمایش خود را انجام دهیم و قانون اهم را در واقعیت آزمایش کنیم.

در زیر 3 مثال می زنم. در هر مثال مقدار مورد نظر را با 2 روش با استفاده از فرمول و به صورت عملی تعیین می کنیم.

مثال شماره 1

در مثال اول، با دانستن مقدار منبع ولتاژ ثابت و مقدار مقاومت لامپ LED، باید جریان (I) را در مدار پیدا کنیم.

ولتاژ منبع ولتاژ ثابت است U = 220 (V)... مقاومت لامپ LED است R = 40740 (اهم).

با استفاده از فرمول، جریان در مدار را پیدا می کنیم:

I = U / R = 220/40740 = 0.0054 (A)

ما به صورت سری به لامپ LED متصل می شویم، آمپرمتر در حالت روشن است و جریان را در مدار اندازه گیری می کنیم.

مولتی متر جریان مدار را نمایش می دهد. مقدار آن 5.4 (mA) یا 0.0054 (A) است که با جریان یافت شده توسط فرمول مطابقت دارد.

مثال شماره 2

در مثال دوم، با دانستن مقدار جریان در مدار و مقدار مقاومت لامپ LED، باید ولتاژ (U) یک بخش از مدار را پیدا کنیم.

I = 0.0054 (A)

R = 40740 (اهم)

با استفاده از فرمول، ولتاژ بخش مدار را پیدا می کنیم:

U = I * R = 0.0054 * 40740 = 219.9 (V) = 220 (V)

حالا بیایید نتیجه را به صورت عملی بررسی کنیم.

ما یک مولتی متر را که در حالت ولت متر روشن شده است، به موازات لامپ LED متصل می کنیم و ولتاژ را اندازه می گیریم.

صفحه نمایش مولتی متر مقدار ولتاژ اندازه گیری شده را نشان می دهد. مقدار آن 220 (V) است که مربوط به ولتاژی است که توسط فرمول قانون اهم برای بخشی از مدار یافت می شود.

مثال شماره 3

در مثال سوم، با دانستن مقدار جریان در مدار و مقدار ولتاژ مقطع مدار، باید مقاومت (R) یک مقطع از مدار را پیدا کنیم.

I = 0.0054 (A)

U = 220 (V)

مجدداً از فرمول استفاده می کنیم و مقاومت بخش مدار را پیدا می کنیم:

R = U /I = 220 / 0.0054 = 40740.7 (اهم)

حالا بیایید نتیجه را به صورت عملی بررسی کنیم.

مقاومت لامپ ال ای دی را با مولتی متر یا.

مقدار حاصل شد R = 40740 (اهم)، که با مقاومت یافت شده توسط فرمول مطابقت دارد.

چقدر آسان است که قانون اهم را برای بخشی از یک مدار به خاطر بسپارید!!!

برای اینکه گیج نشوید و به راحتی فرمول را به خاطر بسپارید، می توانید از یک اشاره کوچک استفاده کنید که خودتان می توانید انجام دهید.

مثلثی رسم کنید و مطابق شکل زیر پارامترهای مدار الکتریکی را در آن وارد کنید. باید اینجوری بگیری

چگونه از آن استفاده کنیم؟

استفاده از مثلث اشاره بسیار آسان و ساده است. پارامتر زنجیره ای را که می خواهید پیدا کنید با انگشت خود ببندید.

اگر پارامترهای باقی مانده روی مثلث در یک سطح قرار گیرند، باید ضرب شوند.

اگر پارامترهای باقیمانده روی مثلث در سطوح مختلف قرار داشته باشند، لازم است که پارامتر بالایی را بر پارامتر پایینی تقسیم کنیم.

با کمک مثلث اشاره، در فرمول سردرگم نخواهید شد. اما بهتر است همه آن را مانند جدول ضرب یاد بگیرید.

نتیجه گیری

در پایان مقاله نتیجه گیری خواهم کرد.

جریان الکتریکی جریان مستقیمی از الکترون ها از نقطه B با پتانسیل منفی به نقطه A با پتانسیل مثبت است. و هر چه اختلاف پتانسیل بین این نقاط بیشتر باشد، الکترون های بیشتری از نقطه B به نقطه A حرکت خواهند کرد، یعنی. جریان در مدار افزایش می یابد، مشروط بر اینکه مقاومت مدار بدون تغییر باقی بماند.

اما مقاومت لامپ با جریان الکتریکی مقابله می کند. و هرچه مقاومت در مدار بیشتر باشد (اتصال سری چند لامپ)، جریان در مدار کمتر می شود، با ولتاژ ثابت شبکه.

P.S. اینجا در اینترنت یک کاریکاتور خنده دار اما توضیحی با موضوع قانون اهم برای بخشی از زنجیره پیدا کردم.

مقاومت الکتریکی برای بخشی از مدار با استفاده از قانون اهم تعیین می شود. برای درک فرآیندهای رخ داده در عناصر مدار الکتریکی جریان مستقیم، لازم است یک تعریف کلی از قانون اهم ارائه شود.

قانون اهم

جریان در مقطع مدار همیشه با ولتاژ این بخش نسبت مستقیم و با مقاومت مقطع نسبت معکوس دارد.

تعریف مشابهی برای محلول های الکترولیت نیز صادق خواهد بود. قانون کلی اهم هنگام توصیف یک بخش همگن از یک مدار که حاوی منابع جریان نیست مشخص است.

هنگام تهیه فرمول ها، ویژگی های اضافی معرفی می شود. از جمله آنها ضریب تناسب است. به صورت $ 1 = R $ نوشته می شود. این بدان معناست که $ I = \ فراک (U) (R) $.

$ R $ - مقاومت هادی.

مقاومت معمولاً بر حسب اهم (اهم) اندازه گیری می شود.

قانون اهم قانون اصلی در مهندسی برق است. با آن:

• مدارهای الکتریکی مطالعه و محاسبه می شوند.
• یک رابطه منطقی بین مقاومت و ولتاژ برقرار می شود.

تعریف 1

مشخصه ولت آمپر - وابستگی عملکردی یک عنصر از بخش مدار. این معیار بسیار مهمی از خواص الکتریکی یک عنصر است. این وابستگی را می توان به صورت $ I = I (U) $ نشان داد.

چنین ویژگی هایی بسته به موقعیت می تواند شکل ها و عبارات مختلفی به خود بگیرد. ساده ترین شکل مشخصه جریان-ولتاژ در فرمول توسط جورج اهم بیان شد که واحد مقاومت جریان به نام او نامگذاری شد. این دانشمند نظریه خود را با آزمایش های متعدد تأیید کرد و آزمایش هایی را روی یک هادی فلزی اعمال کرد.

قانون اهم باید در سطح نظری و عملی درک شود تا بتوان مسائل مختلف را حل کرد. اگر پارامترهای اساسی قانون به اشتباه اعمال شود، نتیجه ویژگی های اشتباهی را به دست می آورد، بنابراین اشتباهات متعددی انجام می شود.

اعمال قانون اهم در یک بخش از مدار

هر بخش از یک مدار الکتریکی را می توان با استفاده از سه کمیت اصلی توصیف کرد:

• مقاومت؛
• ولتاژ؛
• جاری.

این ترکیب همچنین "مثلث اهم" نامیده می شود، زیرا کمیت ها همه فرآیندهای مهندسی برق را مشخص می کنند.

تمام محاسبات فقط در مواردی معنا می یابد که ولتاژ در بخش مدار بر حسب ولت (V)، مقاومت بر حسب اهم (اهم) و جریان بر حسب آمپر (A) بیان شود. هنگام استفاده از واحدهای اندازه گیری دیگر یا مضرب آنها، لازم است یک سری اقدامات اضافی انجام شود تا نتیجه مورد نظر کاملاً با وظایف و اهداف محاسبات مطابقت داشته باشد. برای این کار، چندین واحد از مقادیر استفاده شده به کمیت های سنتی تبدیل می شوند.

چند واحد اندازه گیری:

• میلی ولت؛
• میلی آمپر؛
• مگا اهم

هنگام انجام محاسبات در چندین واحد، ولتاژ همیشه بر حسب ولت بیان می شود.

برای محاسبه مقاومت در یک بخش از مدار طبق قانون اهم، ابتدا باید جریان یک بخش معین از مدار را تعیین کنید. در این حالت، ولتاژ بر مقاومت یک بخش خاص از مدار تقسیم می شود. این اقدامات را می توان در هر سایتی بدون خطا انجام داد.

برای تعیین ولتاژ در مدار، از فرمول $ U = IR $ استفاده کنید.

طبق فرمول مشخص شده، ولتاژ در هر دو انتهای مقطع مدار الکتریکی با مقاومت و جریان نسبت مستقیم دارد. به عبارت دیگر، اگر در تلاش برای تغییر مداوم مقاومت در یک بخش معین نباشید، با افزایش جریان، روش افزایش ولتاژ اعمال می شود.

ولتاژ قابل توجهی در مدار با جریان بزرگتری مطابقت دارد. این قوانین با مقاومت ثابت اعمال می شود. برای به دست آوردن جریان یکسان در مقاومت های مختلف، ولتاژ بالاتر باید با مقاومت بالاتر مطابقت داشته باشد.

افت ولتاژ ولتاژی است که در بخش خاصی از مدار قرار دارد. این بدان معناست که ولتاژ و افت ولتاژ مفاهیم مشابهی هستند و کلمه "افت" ربطی به از دست دادن مقداری ولتاژ در مدار ندارد. افت ولتاژ را باید از افت ولتاژ تشخیص داد.

محاسبه مقاومت

مقاومت در بخش مدار طبق فرمول کلاسیک $ R = \ frac (U) (I) $ محاسبه می شود. برای انجام این کار، باید مقادیر ولتاژ و جریان را تنظیم کنید. مقاومت نسبت ولتاژ به جریان است.

با افزایش یا کاهش چند برابر ولتاژ، جریان نیز چندین بار در یک جهت یا جهت دیگر تغییر می کند. نسبت ولتاژ به جریان که برابر با مقاومت است همیشه ثابت می ماند.

مقاومت یک هادی معین مستقل از ولتاژ و جریان است. این به مواد هادی، طول و سطح مقطع آن بستگی دارد. فرمول محاسبه مقاومت در مقطعی از مدار بسیار شبیه فرمول تعیین جریان است، اما تفاوت اساسی بین آنها وجود دارد.

این شامل این واقعیت است که جریان در یک بخش خاص از مدار به ولتاژ و مقاومت بستگی دارد، بنابراین به همان ترتیب تغییر می کند. مقاومت در این بخش از مدار یک مقدار ثابت است. به تغییرات مقادیر جریان و ولتاژ بستگی ندارد، اما برابر با نسبت این مقادیر است.

ویژگی های ولت آمپر

قانون اهم در قالب یک مشخصه جریان-ولتاژ ارائه شده است. رابطه بین دو مقدار متناسب به صورت یک خط مستقیم در نمودار بیان می شود. از مبدأ می گذرد. به چنین رابطه مستقیم کمیت ها رابطه خطی نیز می گویند.

در بیان گرافیکی قانون اهم برای مقطعی از مدار با مقادیر منفی ولتاژ و جریان، یک خط مستقیم نیز رسم شده است. این بدان معنی است که جریان در مدار در یک جهت در جهات مختلف جریان می یابد. با مقاومت بالاتر، جریان با ولتاژ یکسان اهمیت کمتری دارد.

مشخصه جریان-ولتاژ با استفاده از دستگاه های خاص ساخته می شود. دستگاه های خطی دستگاه هایی هستند که مشخصه در آنها با یک خط مستقیم بیان می شود و از مبدأ عبور می کند.

متخصصان هنگام ترسیم مشخصه ولت آمپر از مفاهیم مقاومت های خطی و مدارهای خطی نیز استفاده می کنند.

تعریف 2

دستگاه های غیر خطی دستگاه هایی هستند که در آنها با تغییر جریان یا ولتاژ، مقاومت تغییر می کند. برای چنین مواردی، قانون اهم دیگر اعمال نمی شود.

بستگی به بزرگی تأثیری دارد که جریان می تواند بر هادی داشته باشد، خواه این اثر حرارتی، شیمیایی یا مغناطیسی جریان باشد. یعنی با تنظیم شدت جریان می توانید اثر آن را کنترل کنید. جریان الکتریکی نیز به نوبه خود، حرکت منظم ذرات تحت تأثیر میدان الکتریکی است.

وابستگی جریان و ولتاژ

بدیهی است که هرچه میدان قوی تر روی ذرات اثر کند، جریان در مدار بیشتر خواهد بود. میدان الکتریکی با کمیتی به نام ولتاژ مشخص می شود. بنابراین به این نتیجه می رسیم که قدرت جریان به ولتاژ بستگی دارد.

در واقع، به طور تجربی مشخص شد که قدرت جریان مستقیماً با ولتاژ متناسب است. در مواردی که ولتاژ در مدار بدون تغییر تمام پارامترهای دیگر تغییر می کرد، به تعداد دفعات تغییر ولتاژ، جریان افزایش یا کاهش می یابد.

اتصال مقاومتی

با این حال، هر مدار یا بخشی از مدار با کمیت مهم دیگری مشخص می شود که مقاومت در برابر جریان الکتریکی نامیده می شود. مقاومت رابطه معکوس با آمپر دارد. اگر در هر مقطعی از مدار، مقدار مقاومت بدون تغییر ولتاژ در انتهای این بخش تغییر کند، قدرت جریان نیز تغییر خواهد کرد. علاوه بر این، اگر مقدار مقاومت را کاهش دهیم، قدرت جریان به همان میزان افزایش می یابد. برعکس، با افزایش مقاومت، جریان به نسبت کاهش می یابد.

فرمول قانون اهم برای یک بخش زنجیره ای

با مقایسه این دو وابستگی، می توان به همان نتیجه ای رسید که دانشمند آلمانی گئورگ اهم در سال 1827 به آن رسید. او سه کمیت فیزیکی بالا را به هم گره زد و قانونی را استخراج کرد که به نام او نامگذاری شد. قانون اهم برای یک بخش از زنجیره می گوید:

شدت جریان در قسمتی از مدار با ولتاژ انتهای این بخش نسبت مستقیم و با مقاومت آن نسبت معکوس دارد.

جایی که من قدرت فعلی هستم،
U - ولتاژ،
R - مقاومت.

کاربرد قانون اهم

قانون اهم یکی از قوانین اساسی فیزیک... کشف آن در زمان مقرر باعث شد تا جهشی عظیم در علم ایجاد شود. در حال حاضر، تصور ابتدایی ترین محاسبه کمیت های الکتریکی برای هر مداری بدون استفاده از قانون اهم غیرممکن است. ایده این قانون فقط تعداد زیادی از مهندسان الکترونیک نیست، بلکه بخشی ضروری از دانش اولیه هر فرد کم و بیش تحصیل کرده است. جای تعجب نیست که ضرب المثلی وجود دارد: "اگر قانون اهم را نمی دانید، در خانه بمانید."

U = IRو R = U / I

درست است، باید درک کرد که در مدار مونتاژ شده، مقدار مقاومت بخش خاصی از مدار یک مقدار ثابت است، بنابراین، زمانی که قدرت جریان تغییر می کند، فقط ولتاژ تغییر می کند و بالعکس. برای تغییر مقاومت قسمتی از مدار، باید مدار را دوباره جمع کنید. محاسبه مقدار مقاومت مورد نیاز هنگام طراحی و مونتاژ مدار را می توان بر اساس قانون اهم و بر اساس مقادیر فرضی جریان و ولتاژی که از این بخش از مدار عبور می کند انجام داد.