Legea de bază a ingineriei electrice, cu ajutorul căreia poți studia și calcula circuite electrice, este legea lui Ohm, care stabilește relația dintre curent, tensiune și rezistență. Este necesar să-i înțelegem clar esența și să o poți folosi corect atunci când rezolvi probleme practice. Adesea, în inginerie electrică, greșelile sunt făcute din cauza incapacității de a aplica corect legea lui Ohm.
Legea lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit spune: curentul este direct proporțional cu tensiunea și invers proporțional cu rezistența.
Dacă tensiunea care acționează în circuitul electric este crescută de mai multe ori, atunci curentul din acest circuit va crește cu aceeași cantitate. Și dacă creștem rezistența circuitului de mai multe ori, atunci curentul va scădea cu aceeași cantitate. În mod similar, debitul de apă în conductă este cu atât mai mare, cu atât presiunea este mai puternică și rezistența pe care o are conducta la mișcarea apei.
Într-o formă populară, această lege poate fi formulată astfel: cu cât tensiunea la aceeași rezistență este mai mare, cu atât amperajul este mai mare și, în același timp, cu cât rezistența la aceeași tensiune este mai mare, cu atât amperajul este mai mic.
Pentru a exprima matematic legea lui Ohm în cel mai simplu mod posibil, se crede că rezistența unui conductor în care circulă un curent de 1 A la o tensiune de 1 V este de 1 Ohm.
Curentul în amperi poate fi întotdeauna determinat prin împărțirea tensiunii în volți la rezistența în ohmi. Asa de Legea lui Ohm pentru o secțiune a unui lanț se scrie cu următoarea formulă:
I = U/R.
Triunghi magic
Orice secțiune sau element al unui circuit electric poate fi caracterizat prin trei caracteristici: curent, tensiune și rezistență.
Cum se folosește triunghiul lui Ohm:închidem valoarea necesară - alte două simboluri vor da formula pentru calculul acesteia. Apropo, o singură formulă din triunghi se numește legea lui Ohm - cea care reflectă dependența curentului de tensiune și rezistență. Celelalte două formule, deși sunt consecințele ei, nu au sens fizic.
Calculele efectuate folosind legea lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit vor fi corecte atunci când tensiunea este în volți, rezistența în ohmi și curentul în amperi. Dacă sunt utilizate mai multe unități din aceste cantități (de exemplu, miliamperi, milivolți, megaohmi etc.), atunci acestea ar trebui convertite în amperi, volți și, respectiv, ohmi. Pentru a sublinia acest lucru, uneori formula legii lui Ohm pentru o secțiune de lanț este scrisă după cum urmează:
amper = volt / ohm
De asemenea, puteți calcula curentul în miliamperi și microamperi, în timp ce tensiunea ar trebui să fie exprimată în volți, iar rezistența în kilo-ohmi și, respectiv, megaohmi.
Alte articole despre electricitate într-un mod simplu și accesibil:
Calculul tensiunii folosind legea lui Ohm poate fi prezentat în exemplul următor. Lasă un curent de 5 mA să treacă printr-o secțiune a circuitului cu o rezistență de 10 kOhm și este necesar să se determine tensiunea în această secțiune.
Prin înmulțire I = 0,005 A în R -10000 Ohm, obținem o tensiune egală cu 5 0 V. S-ar putea obține același rezultat prin înmulțirea a 5 mA cu 10 kOhm: U = 50 V
În dispozitivele electronice, curentul este de obicei exprimat în miliamperi și rezistența în kilo-ohmi. Prin urmare, este convenabil să folosiți exact aceste unități de măsură în calcule conform legii lui Ohm.
Legea lui Ohm calculează și rezistența dacă tensiunea și curentul sunt cunoscute. Formula pentru acest caz se scrie după cum urmează: R = U / I.
Rezistența este întotdeauna raportul dintre tensiune și curent. Dacă tensiunea crește sau scade de mai multe ori, curentul va crește sau scade de același număr de ori. Raportul tensiune-curent, egal cu rezistența, rămâne neschimbat.
Formula de determinare a rezistenței nu trebuie înțeleasă în sensul că rezistența unui conductor dat depinde de curent și tensiune. Se știe că depinde de lungimea, aria secțiunii transversale și materialul conductorului. În aparență, formula pentru determinarea rezistenței seamănă cu formula pentru calcularea curentului, dar există o diferență fundamentală între ele.
Curentul într-o anumită secțiune a circuitului depinde într-adevăr de tensiune și rezistență și se modifică atunci când se schimbă. Și rezistența acestei secțiuni a circuitului este o valoare constantă care nu depinde de schimbările de tensiune și curent, ci egală cu raportul acestor valori.
Când același curent curge în două secțiuni ale circuitului și tensiunile aplicate acestora sunt diferite, este clar că secțiunea căreia i se aplică o tensiune mai mare are o rezistență în mod corespunzător mai mare.
Și dacă, sub acțiunea aceleiași tensiuni, un curent diferit trece în două secțiuni diferite ale circuitului, atunci un curent mai mic va fi întotdeauna în acea secțiune care are o rezistență mai mare. Toate acestea rezultă din formularea de bază a legii lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit, adică din faptul că curentul este cu atât mai mare, cu cât tensiunea este mai mare și rezistența este mai mică.
Calculul rezistenței folosind legea lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit va fi prezentat în exemplul următor. Să fie necesar să se găsească rezistența secțiunii prin care trece un curent de 50 mA la o tensiune de 40 V. Exprimând curentul în amperi, obținem I = 0,05 A. Împărțiți 40 la 0,05 și găsiți că rezistența este de 800 ohmi.
Legea lui Ohm poate fi vizualizată sub forma așa-numitei caracteristica curent-tensiune... După cum știți, o relație direct proporțională între două mărimi este o linie dreaptă care trece prin origine. Această dependență este de obicei numită liniară.
În fig. 2 prezintă un exemplu de grafic al legii lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit cu o rezistență de 100 ohmi. Axa orizontală este tensiunea în volți, iar axa verticală este curentul în amperi. Scara curentului și a tensiunii pot fi alese după cum doriți. Se trasează o linie dreaptă astfel încât pentru orice punct, raportul tensiune-curent să fie de 100 ohmi. De exemplu, dacă U = 50 V, atunci I = 0,5 A și R = 50: 0,5 = 100 Ohm.
Orez. 2. Legea lui Ohm (caracteristica curent-tensiune)
Graficul legii lui Ohm pentru valorile negative ale curentului și tensiunii este același. Acest lucru sugerează că curentul din circuit curge în același mod în ambele direcții. Cu cât rezistența este mai mare, cu atât se obține mai puțin curent la o anumită tensiune și cu atât linia dreaptă merge mai ușor.
Dispozitivele în care caracteristica curent-tensiune este o linie dreaptă care trece prin origine, adică rezistența rămâne constantă atunci când tensiunea sau curentul se modifică, se numesc dispozitive liniare... Sunt folosiți și termenii circuite liniare, rezistențe liniare.
Există și dispozitive în care rezistența se modifică atunci când se modifică tensiunea sau curentul. Atunci relația dintre curent și tensiune este exprimată nu conform legii lui Ohm, ci într-un mod mai complex. Pentru astfel de dispozitive, caracteristica curent-tensiune nu va fi o linie dreaptă care trece prin origine, ci este fie o curbă, fie o linie întreruptă. Aceste dispozitive sunt numite neliniare.
Diagrama mnemonică a legii lui Ohm
Legea lui Ohm este adesea denumită legea de bază a electricității. Celebrul fizician german Georg Simon Ohm, care l-a descoperit în 1826, a stabilit relația dintre principalele mărimi fizice ale unui circuit electric - rezistența, tensiunea și curentul.
Circuit electric
Pentru a înțelege mai bine sensul legii lui Ohm, trebuie să înțelegeți cum funcționează un circuit electric.
Ce este un circuit electric? Aceasta este calea pe care o parcurg particulele încărcate electric (electroni) într-un circuit electric.
Pentru ca un curent să existe într-un circuit electric, este necesar să existe în el un dispozitiv care să creeze și să mențină o diferență de potențial în secțiuni ale circuitului datorită forțelor de origine neelectrică. Un astfel de dispozitiv este numit sursă de curent constant, și forțe - forțe exterioare.
Circuitul electric în care se află sursa de curent, sun eu T circuit electric complet. Sursa de energie dintr-un astfel de circuit îndeplinește aproximativ aceeași funcție ca o pompă care pompează lichid într-un sistem hidraulic închis.
Cel mai simplu circuit electric închis este format dintr-o sursă și un consumator de energie electrică, interconectate prin conductori.
Parametrii circuitului electric
Ohm și-a dedus faimoasa lege experimental.
Să facem un experiment simplu.
Să asamblam un circuit electric, în care bateria va fi sursa de curent, iar ampermetrul conectat în serie la circuit ca dispozitiv de măsurare a curentului. Sarcina este o spirală de sârmă. Tensiunea va fi măsurată folosind un voltmetru conectat paralel cu spirala. Să încheiem cu folosind cheia, circuitul electric și notează citirile dispozitivelor.
Să-l conectăm pe al doilea cu exact aceiași parametri la prima baterie. Să închidem din nou circuitul. Dispozitivele vor arăta că atât curentul, cât și tensiunea s-au dublat.
Daca mai adaugi inca una de aceeasi la 2 baterii, curentul se va tripla, iar tensiunea se va tripla.
Concluzia este evidenta: curentul dintr-un conductor este direct proporţional cu tensiunea aplicată la capetele conductorului.
Din experiența noastră, mărimea rezistenței a rămas constantă. Am schimbat doar mărimea curentului și a tensiunii pe secțiunea conductorului. Să lăsăm o singură baterie. Dar vom folosi ca sarcină spirale din diferite materiale. Rezistențele lor sunt diferite. Conectându-le unul câte unul, vom înregistra și citirile dispozitivelor. Vom vedea că aici este adevărat contrariul. Cu cât valoarea rezistenței este mai mare, cu atât puterea curentului este mai mică. Curentul din circuit este invers proporțional cu rezistența.
Deci, experiența noastră ne-a permis să stabilim dependența puterii curentului de mărimea tensiunii și rezistenței.
Experiența lui Ohm a fost diferită, desigur. În acele vremuri, ampermetrele nu existau, iar pentru a măsura puterea curentului, Ohm a folosit o balanță de torsiune Coulomb. Sursa actuală a fost un element Volta din zinc și cupru, care se aflau într-o soluție de acid clorhidric. Firele de cupru au fost plasate în cupe de mercur. Acolo au fost aduse și capetele firelor de la sursa de curent. Firele aveau aceeași secțiune transversală, dar lungimi diferite. Din această cauză, mărimea rezistenței s-a schimbat. Conectând alternativ diferite fire la lanț, am observat unghiul de rotație al acului magnetic într-o balanță de torsiune. De fapt, nu puterea curentului în sine a fost măsurată, ci schimbarea acțiunii magnetice a curentului datorită includerii în circuit a firelor de diferite rezistențe. Om a numit asta „pierderea forței”.
Dar într-un fel sau altul, experimentele omului de știință i-au permis să obțină celebra sa lege.
Georg Simon Ohm
Legea lui Ohm pentru un circuit complet
Între timp, formula dedusă de însuși Ohm arăta astfel:
Aceasta nu este altceva decât formula legii lui Ohm pentru un circuit electric complet: "Curentul din circuit este proporțional cu EMF care acționează în circuit și este invers proporțional cu suma rezistențelor circuitului extern și rezistența internă a sursei».
În experimentele lui Ohm, cantitatea X a arătat modificarea mărimii curentului. În formula modernă, corespunde puterii curenteeu curgând în lanț. Magnitudinea A caracterizează proprietățile sursei de tensiune, care corespunde denumirii moderne a forței electromotoare (EMF) ε ... Valoarea cantitățiil depindea de lungimea conductorilor care leaga elementele circuitului electric. Această valoare a fost analogă cu rezistența unui circuit electric externR ... Parametru b a caracterizat proprietăţile întregii instalaţii pe care s-a efectuat experimentul. În denumirea modernă, ester - rezistenta interna a sursei de curent.
Cum este derivată formula modernă a legii lui Ohm pentru un lanț complet?
EMF-ul sursei este egal cu suma căderilor de tensiune pe circuitul extern (U ) și la sursa însăși (U 1 ).
ε = U + U 1 .
Legea lui Ohm eu = U / R urmează că U = eu · R , A U 1 = eu · r .
Înlocuind aceste expresii în cea anterioară, obținem:
ε = I R + I r = I (R + r) , Unde
Conform legii lui Ohm, tensiunea din circuitul extern este egală cu produsul dintre puterea curentului și rezistența. U = I R. Este întotdeauna mai mică decât FEM a sursei. Diferența este egală cu valoarea U 1 = I r .
Ce se întâmplă când funcționează o baterie sau o baterie reîncărcabilă? Pe măsură ce bateria este descărcată, rezistența sa internă crește. Prin urmare, crește U 1 si scade U .
Legea lui Ohm completă se transformă în legea lui Ohm pentru o secțiune a circuitului dacă parametrii sursei sunt îndepărtați din acesta.
Scurt circuit
Dar ce se întâmplă dacă rezistența circuitului extern devine brusc zero? În viața de zi cu zi, putem observa acest lucru dacă, de exemplu, izolația electrică a firelor este deteriorată și sunt închise între ele. Există un fenomen numit scurt circuit... Curentul a sunat scurt circuit va fi extrem de mare. Acest lucru va elibera o cantitate mare de căldură, ceea ce poate duce la un incendiu. Pentru a preveni acest lucru, dispozitivele numite siguranțe sunt plasate în circuit. Sunt proiectate astfel încât să fie capabile să întrerupă circuitul electric în momentul unui scurtcircuit.
Legea lui Ohm pentru curent alternativ
Într-un circuit de tensiune alternativă, pe lângă rezistența activă obișnuită, se întâlnește reactanța (capacitanță, inductanță).
Pentru astfel de lanțuri U = eu · Z , Unde Z - impedanța, inclusiv componentele active și reactive.
Dar mașinile electrice și centralele puternice au o reactanță mare. În aparatele de uz casnic din jurul nostru, componenta reactivă este atât de mică încât poate fi ignorată, iar pentru calcule, folosiți o formă simplă de scriere a legii lui Ohm:
eu = U / R
Puterea și legea lui Ohm
Ohm nu numai că a stabilit relația dintre tensiune, curent și rezistență a unui circuit electric, dar a derivat și o ecuație pentru determinarea puterii:
P = U · eu = eu 2 · R
După cum puteți vedea, cu cât este mai mare curent sau tensiune, cu atât mai multă putere. Deoarece un conductor sau un rezistor nu este o sarcină utilă, puterea care cade pe el este considerată a fi pierderea de putere. Se duce la încălzirea conductorului. Și cu cât rezistența unui astfel de conductor este mai mare, cu atât se pierde mai multă putere pe el. Pentru a reduce pierderile de căldură, în circuit sunt utilizați conductori cu rezistență mai mică. Acest lucru se face, de exemplu, în sisteme de sunet puternice.
În loc de epilog
Un mic sfat pentru cei care sunt confuzi și nu-și pot aminti formula legii lui Ohm.
Împărțiți triunghiul în 3 părți. În plus, modul în care facem acest lucru este complet lipsit de importanță. Să scriem în fiecare dintre ele mărimile incluse în legea lui Ohm - așa cum se arată în figură.
Să închidem valoarea de găsit. Dacă valorile rămase sunt la același nivel, atunci acestea trebuie înmulțite. Dacă sunt situate la niveluri diferite, atunci valoarea situată mai sus trebuie împărțită la cea inferioară.
Legea lui Ohm este utilizată pe scară largă în practică în proiectarea rețelelor electrice în producție și în viața de zi cu zi.
Bună ziua, dragi cititori ai site-ului „Notele unui electrician” ..
Astăzi deschid o nouă secțiune pe site numită.
În această secțiune voi încerca să vă explic întrebările ingineriei electrice într-o formă vizuală și simplă. Voi spune imediat că nu vom aprofunda prea mult în cunoștințele teoretice, dar ne vom familiariza cu elementele de bază în ordine suficientă.
Primul lucru cu care vreau să vă fac cunoștință este legea lui Ohm pentru o secțiune de lanț. Aceasta este cea mai elementară lege pe care toată lumea ar trebui să o cunoască.
Cunoașterea acestei legi ne va permite să determinăm liber și precis valorile intensității curentului, tensiunii (diferența de potențial) și rezistenței în secțiunea circuitului.
Cine este Om? Un pic de istorie
Legea lui Ohm a fost descoperită de binecunoscutul fizician german Georg Simon Ohm în 1826. Așa arăta.
Nu vă voi spune întreaga biografie a lui Georg Ohm. Puteți afla despre acest lucru mai detaliat pe alte resurse.
Voi spune doar cel mai important lucru.
Cea mai elementară lege a ingineriei electrice, pe care o folosim în mod activ în calcule complexe în proiectare, în producție și în viața de zi cu zi, poartă numele lui.
Legea lui Ohm pentru o secțiune omogenă a unui circuit este următoarea:
I - valoarea curentului care curge prin secțiunea circuitului (măsurată în amperi)
U este valoarea tensiunii din secțiunea circuitului (măsurată în volți)
R este valoarea rezistenței secțiunii circuitului (măsurată în ohmi)
Dacă formula este explicată în cuvinte, se dovedește că puterea curentului este proporțională cu tensiunea și invers proporțională cu rezistența secțiunii circuitului.
Să facem un experiment
Pentru a înțelege formula, nu în cuvinte, ci în fapte, este necesar să asamblați următoarea diagramă:
Scopul acestui articol este de a ilustra modul de utilizare a Legii lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit. Prin urmare, am pus împreună această diagramă la bancul meu de lucru. Vezi mai jos cum arată.
Folosind tasta de control (selectare), puteți selecta fie tensiune constantă, fie tensiune alternativă la ieșire. În cazul nostru, se utilizează tensiune constantă. Schimb nivelul de tensiune folosind un autotransformator de laborator (LATR).
În experimentul nostru, voi folosi o tensiune pe secțiunea circuitului egală cu 220 (V). Ne uităm la controlul tensiunii de ieșire folosind un voltmetru.
Acum suntem complet pregătiți să conducem propriul nostru experiment și să testăm legea lui Ohm în realitate.
Mai jos voi da 3 exemple. În fiecare exemplu, vom determina valoarea dorită prin 2 metode: folosind o formulă și într-un mod practic.
Exemplul nr. 1
În primul exemplu, trebuie să găsim curentul (I) din circuit, cunoscând mărimea sursei de tensiune constantă și mărimea rezistenței becului LED.
Tensiunea sursei de tensiune constantă este U = 220 (V)... Rezistenta becului LED este R = 40740 (Ohm).
Folosind formula, găsim curentul din circuit:
I = U / R = 220/40740 = 0,0054 (A)
Ne conectăm în serie la lampa LED, ampermetrul este pornit în modul și măsurăm curentul din circuit.
Multimetrul afișează curentul circuitului. Valoarea sa este 5,4 (mA) sau 0,0054 (A), ceea ce corespunde curentului găsit de formulă.
Exemplul nr. 2
În al doilea exemplu, trebuie să găsim tensiunea (U) a unei secțiuni a circuitului, cunoscând mărimea curentului din circuit și mărimea rezistenței becului LED.
I = 0,0054 (A)
R = 40740 (Ohm)
Folosind formula, găsim tensiunea secțiunii circuitului:
U = I * R = 0,0054 * 40740 = 219,9 (V) = 220 (V)
Acum să verificăm rezultatul într-un mod practic.
Conectam un multimetru, pornit in modul voltmetru, in paralel cu becul LED, si masuram tensiunea.
Afișajul multimetrului arată valoarea tensiunii măsurate. Valoarea sa este 220 (V), care corespunde tensiunii găsite de formula legii lui Ohm pentru o secțiune a circuitului.
Exemplul nr. 3
În al treilea exemplu, trebuie să găsim rezistența (R) a unei secțiuni a circuitului, cunoscând mărimea curentului din circuit și mărimea tensiunii secțiunii circuitului.
I = 0,0054 (A)
U = 220 (V)
Din nou, vom folosi formula și vom găsi rezistența secțiunii circuitului:
R = U /I = 220 / 0,0054 = 40740,7 (Ohm)
Acum să verificăm rezultatul într-un mod practic.
Măsurăm rezistența unui bec LED cu un multimetru sau.
Valoarea rezultată a fost R = 40740 (Ohm), care corespunde rezistenței găsite de formulă.
Cât de ușor este să ne amintim Legea lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit !!!
Pentru a nu vă încurca și a vă aminti ușor formula, puteți folosi un mic indiciu pe care îl puteți face singur.
Desenați un triunghi și introduceți parametrii circuitului electric în el, conform figurii de mai jos. Ar trebui să-l primești așa.
Cum să-l folosească?
Utilizarea triunghiului indiciu este foarte ușoară și simplă. Închideți cu degetul acel parametru de lanț pe care doriți să-l găsiți.
Dacă parametrii rămași pe triunghi sunt situați la același nivel, atunci aceștia trebuie înmulțiți.
Dacă parametrii rămași pe triunghi sunt localizați la niveluri diferite, atunci este necesar să se împartă parametrul superior la cel inferior.
Cu ajutorul triunghiului indicii, nu te vei încurca în formulă. Dar este mai bine să înveți totul la fel ca o masă de înmulțire.
concluzii
La finalul articolului, voi trage o concluzie.
Curentul electric este un flux direcționat de electroni din punctul B cu potențial minus către punctul A cu potențial plus. Și cu cât diferența de potențial dintre aceste puncte este mai mare, cu atât mai mulți electroni se vor deplasa din punctul B în punctul A, adică. curentul din circuit va crește, cu condiția ca rezistența circuitului să rămână neschimbată.
Dar rezistența becului contracarează fluxul de curent electric. Și cu cât rezistența în circuit este mai mare (conectarea în serie a mai multor becuri), cu atât curentul în circuit este mai mic, cu o tensiune de rețea constantă.
P.S. Aici pe Internet am găsit o caricatură amuzantă, dar explicativă pe tema legii lui Ohm pentru o secțiune a lanțului.
Rezistența electrică pentru o secțiune a circuitului este determinată folosind legea lui Ohm. Pentru a înțelege procesele care au loc în elementele unui circuit electric de curent continuu, este necesar să se dea o definiție generală a legii lui Ohm.
Legea lui Ohm
Curentul din secțiunea circuitului este întotdeauna direct proporțional cu tensiunea din această secțiune și invers proporțional cu rezistența secțiunii.
O definiție similară va fi valabilă și pentru soluțiile de electroliți. Legea generală a lui Ohm este caracteristică atunci când descrie o secțiune omogenă a unui circuit care nu conține surse de curent.
La elaborarea formulelor se introduc caracteristici suplimentare. Printre acestea se numără și coeficientul de proporționalitate. Se scrie ca $ 1 = R $. Aceasta implică că $ I = \ frac (U) (R) $.
$ R $ - rezistența conductorului.
Rezistența este de obicei măsurată în ohmi (ohmi).
Legea lui Ohm este legea principală în inginerie electrică. Cu acesta:
- se studiază și se calculează circuitele electrice;
- se stabileşte o relaţie logică între rezistenţă şi tensiune.
Definiția 1
Caracteristica volt-amper - dependența funcțională a unui element al unei secțiuni de circuit. Este o măsură foarte importantă a proprietăților electrice ale unui element. Această dependență poate fi reprezentată ca $ I = I (U) $.
Astfel de caracteristici, în funcție de situație, pot lua diferite forme și expresii. Cea mai simplă formă de caracteristică curent-tensiune a fost exprimată în formula de Georg Ohm, după care a fost numită unitatea de rezistență curentă. Omul de știință și-a confirmat teoria cu numeroase experimente, aplicând experimente unui conductor de metal.
Legea lui Ohm trebuie înțeleasă la nivel teoretic și practic pentru a rezolva diverse probleme. Dacă parametrii de bază ai legii sunt aplicați incorect, atunci rezultatul capătă caracteristici greșite, prin urmare se fac numeroase greșeli.
Aplicarea legii lui Ohm unei secțiuni a unui circuit
Fiecare secțiune a unui circuit electric poate fi descrisă folosind trei mărimi de bază:
- rezistenţă;
- Voltaj;
- actual.
Această combinație este numită și „triunghiul lui Ohm”, deoarece cantitățile caracterizează toate procesele din inginerie electrică.
Toate calculele efectuate au sens numai în cazurile în care tensiunea de pe secțiunea circuitului este exprimată în volți (V), rezistența este în ohmi (ohmi), iar curentul este în amperi (A). Când se utilizează alte unități de măsură sau multiplii acestora, este necesar să se efectueze o serie suplimentară de acțiuni, astfel încât rezultatul dorit să corespundă pe deplin sarcinilor și scopurilor calculelor. Pentru aceasta, mai multe unități ale cantităților utilizate sunt convertite în cantități tradiționale.
Unități de măsură multiple:
- milivolti;
- miliamperi;
- megaohmi.
Când se fac calcule în mai multe unități, tensiunea este întotdeauna exprimată în volți.
Pentru a calcula rezistența într-o secțiune a circuitului conform legii lui Ohm, trebuie mai întâi să determinați curentul într-o secțiune dată a circuitului. În acest caz, tensiunea este împărțită la rezistența unei anumite secțiuni a circuitului. Aceste acțiuni pot fi efectuate pe orice site fără erori.
Pentru a determina tensiunea din circuit, utilizați formula $ U = IR $.
Conform formulei specificate, tensiunea la ambele capete ale secțiunii circuitului electric este direct proporțională cu rezistența și curentul. Cu alte cuvinte, dacă nu vă străduiți să schimbați constant rezistența într-o secțiune dată, atunci cu o creștere a curentului, se aplică metoda de creștere a tensiunii.
O tensiune semnificativă în circuit va corespunde unui curent mai mare. Aceste reguli se aplică cu rezistență constantă. Pentru a obține același curent la diferite rezistențe, o tensiune mai mare trebuie să corespundă unei rezistențe mai mari.
O cădere de tensiune este o tensiune pe o anumită secțiune a unui circuit. Aceasta înseamnă că tensiunea și căderea de tensiune sunt concepte identice, iar cuvântul „scădere” nu are nimic de-a face cu pierderea unei anumite cantități de tensiune în circuit. Pierderea de tensiune trebuie distinsă de căderea de tensiune.
Calculul rezistenței
Rezistența în secțiunea circuitului se calculează după formula clasică $ R = \ frac (U) (I) $. Pentru a face acest lucru, trebuie să setați valorile de tensiune și curent. Rezistența este raportul dintre tensiune și curent.
Cu o creștere sau o scădere multiplă a tensiunii, curentul se modifică și el de mai multe ori într-o direcție sau alta. Raportul dintre tensiune și curent, care este egal cu rezistența, rămâne întotdeauna același.
Rezistența unui conductor dat este independentă de tensiune și curent. Va depinde de materialul conductorului, de lungimea acestuia și de aria secțiunii transversale. Formula de calcul a rezistenței într-o secțiune a circuitului este foarte similară cu formula de determinare a curentului, dar există o diferență fundamentală între ele.
Constă în faptul că curentul într-o anumită secțiune a circuitului depinde de tensiune și rezistență, prin urmare se modifică în același mod. Rezistența în această secțiune a circuitului este o valoare constantă. Nu depinde de modificările valorilor curentului și tensiunii, dar este egal cu raportul acestor valori.
Caracteristici volt-amper
Legea lui Ohm este prezentată sub forma unei caracteristici curent-tensiune. Relația dintre cele două valori proporționale este exprimată ca o linie dreaptă în grafic. Trece prin origine. O astfel de relație direct proporțională a cantităților se mai numește și relație liniară.
În expresia grafică a legii lui Ohm pentru o secțiune a circuitului cu valori negative ale tensiunii și curentului, este de asemenea trasată o linie dreaptă. Aceasta înseamnă că curentul din circuit curge în aceeași direcție în direcții diferite. Cu o rezistență mai mare, curentul cu aceeași tensiune este mai puțin important.
Caracteristica curent-tensiune este realizată folosind dispozitive speciale. Dispozitivele liniare sunt acele dispozitive în care caracteristica este exprimată printr-o linie dreaptă și trece prin origine.
Specialiștii, atunci când elaborează o caracteristică volt-amper, folosesc și conceptele de rezistențe liniare și circuite liniare.
Definiția 2
Dispozitivele neliniare sunt dispozitive la care rezistența se modifică atunci când se modifică curentul sau tensiunea. În astfel de cazuri, legea lui Ohm nu se mai aplică.
Depinde de magnitudinea efectului pe care curentul îl poate avea asupra conductorului, fie că este acțiunea termică, chimică sau magnetică a curentului. Adică, ajustând puterea curentului, puteți controla efectul acestuia. Curentul electric, la rândul său, este mișcarea ordonată a particulelor sub influența unui câmp electric.
Dependența de curent și tensiune
Evident, cu cât câmpul acționează mai puternic asupra particulelor, cu atât va fi mai mare curentul din circuit. Un câmp electric este caracterizat de o mărime numită tensiune. Prin urmare, ajungem la concluzia că puterea curentului depinde de tensiune.
Într-adevăr, s-a descoperit experimental că puterea curentului este direct proporțională cu tensiunea. În cazurile în care tensiunea din circuit a fost schimbată fără a modifica toți ceilalți parametri, curentul a crescut sau a scăzut de câte ori a fost schimbată tensiunea.
Conexiune de rezistență
Cu toate acestea, orice circuit sau secțiune a unui circuit este caracterizată de o altă mărime importantă, numită rezistență la curent electric. Rezistența este invers legată de amperaj. Dacă, în orice secțiune a circuitului, valoarea rezistenței este modificată fără modificarea tensiunii la capetele acestei secțiuni, se va modifica și puterea curentului. Mai mult, dacă reducem valoarea rezistenței, atunci puterea curentului va crește cu aceeași cantitate. Dimpotrivă, cu creșterea rezistenței, curentul scade proporțional.
Formula legii lui Ohm pentru o secțiune de lanț
Comparând aceste două dependențe, se poate ajunge la aceeași concluzie la care a ajuns savantul german Georg Ohm în 1827. El a legat împreună cele trei mărimi fizice de mai sus și a derivat o lege care a fost numită după el. Legea lui Ohm pentru o secțiune a unui lanț este:
Puterea curentului într-o secțiune a circuitului este direct proporțională cu tensiunea de la capetele acestei secțiuni și invers proporțională cu rezistența acesteia.
unde I este puterea curentă,
U - tensiune,
R - rezistență.
Aplicarea legii lui Ohm
Legea lui Ohm este una dintre legi fundamentale ale fizicii... Descoperirea sa la timp a permis să facă un salt uriaș în știință. În prezent, este imposibil să ne imaginăm oricare dintre cele mai elementare calcule ale mărimilor electrice de bază pentru orice circuit fără utilizarea legii lui Ohm. Ideea acestei legi nu este doar lotul inginerilor electronici, ci o parte necesară a cunoștințelor de bază ale oricărei persoane mai mult sau mai puțin educate. Nu e de mirare că există o vorbă: „Dacă nu știi legea lui Ohm, stai acasă”.
U = IRși R = U/I
Adevărat, trebuie înțeles că în circuitul asamblat, valoarea rezistenței unei anumite secțiuni a circuitului este o valoare constantă, prin urmare, atunci când puterea curentului se schimbă, doar tensiunea se va schimba și invers. Pentru a schimba rezistența unei secțiuni a circuitului, trebuie să reasamblați circuitul. Calculul valorii rezistenței necesare la proiectarea și asamblarea unui circuit se poate face conform legii lui Ohm, pe baza valorilor asumate ale curentului și tensiunii care vor fi trecute prin această secțiune a circuitului.
