Një ligj fizik që përcakton marrëdhënien (ose tensionin elektrik) me forcën e rrymës që rrjedh në përcjellës dhe rezistencën e përcjellësit. Instaluar nga Georg Ohm në 1826 dhe emëruar pas tij.
Ligji i Ohmit për rrymë alternative
Konsideratat e mësipërme në lidhje me vetitë e qarkut elektrik kur përdorni një burim (gjenerator) me një ndryshore kohore EMF mbeten të vlefshme. Vëmendje e veçantë duhet t'i kushtohet vetëm marrjes parasysh të vetive specifike të konsumatorit, duke çuar në ndryshimin në kohën e tensionit dhe rrymës që arrin vlerat e tyre maksimale, domethënë, duke marrë parasysh zhvendosjen e fazës.
Nëse rryma është sinusoidale me frekuencë ciklike ω (\ stili i ekranit \ omega), dhe qarku përmban jo vetëm komponentë aktivë, por edhe reaktivë (kapacitancë, induktancë), atëherë ligji i Ohm-it përgjithësohet; sasitë e përfshira në të bëhen komplekse:
U = I ⋅ Z (\ stili i ekranit \ mathbb (U) = \ mathbb (I) \ cdot Z)- U = U 0 e iω t - diferenca e tensionit ose e potencialit,
- Unë- forca aktuale,
- Z = Re −iδ - rezistenca komplekse (rezistenca elektrike),
- R = √ R a 2 + R r 2 - rezistencë totale,
- R r = ω L- 1 / (ω C) - reaktancë (ndryshimi midis induktivit dhe kapacitivit),
- R a- rezistencë aktive (ohmike), e pavarur nga frekuenca,
- δ = - arktan ( R r/R a) - zhvendosja fazore midis tensionit dhe rrymës.
Në këtë rast, kalimi nga variablat komplekse në vlerat e rrymës dhe të tensionit në vlerat reale (të matura) mund të bëhet duke marrë pjesën reale ose imagjinare (por në të gjithë elementët e qarkut të njëjtë!) të vlerave komplekse. të këtyre sasive. Prandaj, tranzicioni i kundërt është ndërtuar për, për shembull, U = U 0 sin (ω t + φ) (\ stili i shfaqjes U = U_ (0) \ sin (\ omega t + \ varphi)) përzgjedhja e të tilla U = U 0 e i (ω t + φ), (\ stili i ekranit \ mathbb (U) = U_ (0) e ^ (i (\ omega t + \ varphi)),)çfarë Im U = U. (\ stili i ekranit \ emri i operatorit (Im) \ mathbb (U) = U.) Atëherë të gjitha vlerat e rrymave dhe tensioneve në qark duhet të konsiderohen si F = Im F (\ stili i ekranit F = \ emri i operatorit (Im) \ mathbb (F))
Çdo qark elektrik përmban domosdoshmërisht një burim të energjisë elektrike dhe marrësin e tij. Si shembull, merrni parasysh një qark të thjeshtë elektrik të përbërë nga një bateri dhe një llambë inkandeshente.
Një bateri është një burim i energjisë elektrike, një llambë është marrësi i saj. Ekziston një ndryshim potencial (+ dhe -) midis poleve të burimit të energjisë, kur qarku mbyllet, procesi i barazimit të tij fillon nën veprimin e forcës elektromotore, me pak fjalë - EMF. Një rrymë elektrike rrjedh nëpër qark, duke bërë punë - duke ngrohur spiralen e llambës elektrike, spiralja fillon të shkëlqejë.
Kështu, ndodh shndërrimi i energjisë elektrike në energji termike dhe energji të dritës.
Rryma elektrike (J) është lëvizja e urdhëruar e grimcave të ngarkuara, në këtë rast, elektroneve.
Elektronet kanë një ngarkesë negative, dhe për këtë arsye, lëvizja e tyre drejtohet drejt polit pozitiv (+) të burimit të energjisë.
Në këtë rast, gjithmonë formohet një fushë elektromagnetike, e cila përhapet nga (+) në (-) burimi (drejt lëvizjes së elektroneve) përmes një qarku elektrik me shpejtësinë e dritës. Tradicionalisht, besohet se rryma elektrike (J) lëviz nga poli pozitiv (+) në atë negativ (-).
Lëvizja e urdhëruar e elektroneve nëpër rrjetën kristalore të një lënde që është përcjellëse nuk kalon pa pengesa. Elektronet ndërveprojnë me atomet e një lënde, duke bërë që ajo të nxehet. Kështu, substanca ka rezistencës(R) rryma elektrike që rrjedh nëpër të. Dhe sa më e madhe të jetë vlera e rezistencës, me të njëjtën vlerë aktuale, aq më e fortë është ngrohja.
Rezistenca elektrike është një vlerë që karakterizon rezistencën e një qarku elektrik (ose seksionit të tij) ndaj një rryme elektrike, e matur në ohmah... elektrike tensionit(U) - vlera e diferencës potenciale të burimit të rrymës elektrike. elektrike tensionit(U) elektrike rezistencës(R) elektrike aktuale(J) - këto janë vetitë themelore të qarkut elektrik më të thjeshtë, ato janë në një marrëdhënie të caktuar me njëri-tjetrin.
| Tensioni. | ||
| Rezistenca. | ||
| Forca aktuale. | ||
| Fuqia. | ||
Duke përdorur kalkulatorin e Ligjit të Ohmit më sipër, mund të llogaritni lehtësisht vlerat e rrymës, tensionit dhe rezistencës së çdo marrësi të energjisë elektrike. Gjithashtu, duke zëvendësuar vlerat e tensionit dhe rrymës, mund të përcaktoni fuqinë e tij dhe anasjelltas.
Për shembull, duhet të zbuloni rrymën e konsumuar nga el. kazan me kapacitet 2.2 kW.
Në kolonën "Voltage", ne zëvendësojmë vlerën e tensionit të rrjetit tonë në volt - 220.
Në kolonën "Fuqia", përkatësisht, vendosim vlerën e fuqisë në vat 2200 (2.2 kW) Shtypni butonin "Zbuloni fuqinë aktuale" - marrim rezultatin në amper - 10. Nëse më pas klikoni "Rezistenca" butonin, mund të zbuloni, përveç kësaj, rezistencën elektrike të kazanit tonë, gjatë funksionimit të tij - 22 ohmë.
Duke përdorur kalkulatorin e mësipërm, mund të llogaritni lehtësisht vlera totale e rezistencës për dy rezistenca të lidhura paralelisht.
Ligji i dytë i Kirchhoff thotë: në një qark elektrik të mbyllur, shuma algjebrike e EMF është e barabartë me shumën algjebrike të rënies së tensionit në seksione individuale të qarkut. Sipas këtij ligji, për qarkun e paraqitur në figurën më poshtë, mund të shkruani:
R rreth = R 1 + R 2
Kjo do të thotë, kur elementët e qarkut janë të lidhur në seri, rezistenca totale e qarkut është e barabartë me shumën e rezistencave të elementeve përbërës të tij dhe tensioni shpërndahet ndërmjet tyre, në proporcion me rezistencën e secilit.
Për shembull, në një kurorë të Vitit të Ri që përbëhet nga 100 llamba të vogla identike, secila prej të cilave është projektuar për një tension prej 2.5 volt, të lidhur me një rrjet 220 volt, çdo llambë do të ketë 220/100 = 2.2 volt.
Dhe, sigurisht, në këtë situatë, ajo do të funksionojë për fat të mirë.
Rryma alternative.
Rryma alternative, ndryshe nga rryma direkte, nuk ka një drejtim konstant. Për shembull, në një email të rregullt familjar. Rrjetet 220 volt 50 herc, plus dhe minus ndryshojnë vendet 50 herë në sekondë. Ligjet e Ohm-it dhe Kirchhoff-it për një qark të rrymës së drejtpërdrejtë janë gjithashtu të zbatueshme për qarqet e rrymës alternative, por vetëm për marrësit elektrikë që kanë aktive rezistenca në formën e saj të pastër, domethënë, të tilla si elementë të ndryshëm ngrohjeje dhe llamba inkandeshente.
Për më tepër, të gjitha llogaritjet bëhen me duke vepruar vlerat e rrymës dhe tensionit. Vlera efektive e rrymës alternative është numerikisht e barabartë me ekuivalentin e rrymës së drejtpërdrejtë për sa i përket efektit termik. Vlera efektive Jvar = 0,707 * Jkonst. Vlera efektive Uperm = 0,707 * Uconst. Për shembull në rrjetin tonë shtëpiak duke vepruar vlera e tensionit AC - 220 volt, dhe vlera e tij maksimale (amplitudë) = 220 * (1 / 0,707) = 310 volt.
Roli i ligjeve të Ohm dhe Kirchhoff në jetën e përditshme të një elektricisti.
Duke ushtruar veprimtarinë e tij të punës, një elektricist (absolutisht kushdo dhe kushdo), çdo ditë ndeshet me pasojat e këtyre ligjeve dhe rregullave themelore, mund të thuhet - ai jeton në realitetin e tyre. A përdor njohuritë teorike të marra me shumë vështirësi në institucione të ndryshme arsimore për të kryer detyrat e tij të përditshme të punës?
Si rregull, jo! Më shpesh, thjesht - thjesht, në mungesë të ndonjë nevoje, për ta bërë atë.
Sepse puna e përditshme e një elektricisti normal nuk konsiston aspak në llogaritje mendore, por, përkundrazi, në veprime fizike të qarta, të përsosura ndër vite. Kjo nuk do të thotë se nuk duhet të mendoni fare. Krejt e kundërta - në fund të fundit, pasojat e veprimeve të nxituara në këtë profesion ndonjëherë janë shumë të shtrenjta.
Ndonjëherë, ka amatorë midis elektricistëve të projektuesit, ata, më shpesh, janë racionalizues. Këta persona, herë pas here përdorin njohuritë e tyre teorike në dobi të biznesit, duke zhvilluar dhe ndërtuar pajisje të ndryshme, si për qëllime personale, ashtu edhe për përfitimin e prodhimit të tyre. Pa njohuri për ligjet e Ohm dhe Kirchhoff, llogaritjet e qarqeve elektrike që përbëjnë diagramin e pajisjes së ardhshme janë plotësisht të pamundura.
Në përgjithësi, mund të themi se ligjet e Ohm dhe Kirchhoff janë më shumë një "mjet" për një inxhinier projektuesi sesa për një elektricist.
Lidhur me tela me pajisje të ndryshme elektrike dhe konsumatorë të energjisë elektrike, formon një qark elektrik.
Është e zakonshme të përshkruhet një qark elektrik duke përdorur diagrame në të cilat elementët e një qarku elektrik (rezistenca, burimet e rrymës, çelsat, llambat, pajisjet, etj.) shënohen me ikona të veçanta.
Drejtimi i rrymës në një qark - ky është drejtimi nga poli pozitiv i burimit aktual në negativ. Ky rregull u vendos në shekullin e 19-të. dhe është respektuar që atëherë. Lëvizja e ngarkesave reale mund të mos përkojë me drejtimin konvencional të rrymës. Pra, në metale, elektronet e ngarkuara negativisht janë bartës të rrymës, dhe ato lëvizin nga poli negativ në atë pozitiv, d.m.th., në drejtim të kundërt. Në elektrolitet, lëvizja reale e ngarkesave mund të përkojë ose të jetë e kundërt me drejtimin e rrymës, në varësi të asaj se cilët jone janë bartës të ngarkesës - pozitive ose negative.
Përfshirja e elementeve në një qark elektrik mund të jetë konsistente ose paralele.
Ligji i Ohmit për një qark të plotë.
Konsideroni një qark elektrik të përbërë nga një burim rrymë dhe një rezistencë R.
Ligji i Ohmit për një qark të plotë vendos një marrëdhënie midis rrymës në qark, EMF dhe rezistencës totale të qarkut, i përbërë nga rezistenca e jashtme R dhe rezistencën e brendshme të burimit aktual r.
Puna e forcave të jashtme Arr burimi aktual, sipas përcaktimit të EMF ( ɛ ) është e barabartë me Arr = ɛq, ku q- ngarkesa e zhvendosur nga EMF. Sipas përcaktimit të rrymës q = Ajo, ku t- koha gjatë së cilës është transferuar ngarkesa. Prandaj kemi:
Arr = ɛ Ajo.
Nxehtësia e krijuar gjatë kryerjes së punës në qark, sipas Ligji Joule-Lenz, e barabartë me:
P = Unë 2 Rt + Unë 2 rt.
Sipas ligjit të ruajtjes së energjisë A = Q... barazimi ( Arr = ɛ Ajo) dhe ( P = Unë 2 Rt + Unë 2 rt), marrim:
ɛ = IR + Ir.
Ligji i Ohmit për një qark të mbyllur zakonisht shkruhet si:
.
Rryma në një qark të plotë është e barabartë me raportin e EMF të qarkut ndaj rezistencës së tij.
Nëse qarku përmban disa burime të lidhura në seri me EMF ɛ 1, ɛ 2, ɛ 3 etj., atëherë EMF total i qarkut është i barabartë me shumën algjebrike të EMF të burimeve individuale. Shenja e burimit EMF përcaktohet në lidhje me drejtimin e anashkalimit të konturit, i cili zgjidhet në mënyrë arbitrare, për shembull, në figurën më poshtë - në drejtim të kundërt të akrepave të orës.
Forcat e jashtme brenda burimit po bëjnë punë pozitive. Anasjelltas, ekuacioni i mëposhtëm është i vlefshëm për zinxhirin:
ɛ = ɛ 1 + ɛ 2 + ɛ 3 = | ɛ 1 | - | ɛ 2 | - | ɛ 3 | ...
Në përputhje me fuqinë aktuale është pozitive me një EMF pozitiv - drejtimi i rrymës në qarkun e jashtëm përkon me drejtimin e anashkalimit të lakut. Rezistenca totale e një qarku me disa burime është e barabartë me shumën e rezistencave të jashtme dhe të brendshme të të gjitha burimeve EMF, për shembull, për figurën e mësipërme:
R n = R + r 1 + r 2 + r 3.
abstrakte
Ligji i Ohmit. Historia e zbulimit. Lloje të ndryshme të ligjit të Ohm-it.
1. Pamje e përgjithshme e ligjit të Ohm-it.
2. Historia e zbulimit të ligjit të Ohmit, një biografi e shkurtër e shkencëtarit.
3. Llojet e ligjeve të Ohm-it.
Ligji i Ohmit vendos marrëdhënien midis amperazhit Unë në dirigjent dhe ndryshim potencial (tension) U ndërmjet dy pikave (seksioneve) fikse të këtij përcjellësi:
(1)
Raporti i pamjes R, e cila varet nga vetitë gjeometrike dhe elektrike të përcjellësit dhe nga temperatura, quhet rezistencë omike ose thjesht rezistenca e një seksioni të caktuar të përcjellësit. Ligji i Ohmit u zbulua në 1826 nga ai. fizikani G. Ohm. Georg Simon Ohm lindi më 16 mars 1787 në Erlangen, në familjen e një bravandreqës të trashëguar. Pasi la shkollën, Georg hyri në gjimnazin e qytetit. Gjimnazi Erlangen mbikëqyrej nga universiteti. Gjimnazin e mbanin katër profesorë. Georg, pasi mbaroi shkollën e mesme, në pranverën e vitit 1805 filloi të studionte matematikë, fizikë dhe filozofi në Fakultetin Filozofik të Universitetit Erlangen.
Pasi studioi për tre semestra, ai pranoi një ftesë për të zënë vendin e një mësuesi matematike në një shkollë private në qytetin zviceran të Gottstadt.
Më 1811 u kthye në Erlangen, u diplomua nga universiteti dhe mori doktoraturën. Menjëherë pas mbarimit të universitetit, atij iu ofrua pozita e profesorit asistent të Departamentit të Matematikës të po këtij universiteti.
Në 1812 Ohm u emërua mësues i matematikës dhe fizikës në shkollën Bamberg. Në 1817, ai botoi veprën e tij të parë të shtypur mbi metodat e mësimdhënies, "Mënyra më e mirë për të mësuar gjeometrinë në klasat përgatitore". Ohm filloi të studionte energjinë elektrike. Om e bazoi pajisjen e tij matëse elektrike në dizajnin e balancës së rrotullimit të Kulombit. Ohm zyrtarizoi rezultatet e kërkimit të tij në formën e një artikulli të titulluar "Një raport paraprak mbi ligjin me të cilin metalet kryejnë elektricitetin kontaktues". Artikulli u botua në 1825 në Journal of Physics and Chemistry, botuar nga Schweigger. Megjithatë, shprehja e gjetur dhe publikuar nga Ohm rezultoi e pasaktë, gjë që ishte një nga arsyet e mosnjohjes së tij të gjatë. Pasi kishte marrë të gjitha masat paraprake, pasi kishte eliminuar më parë të gjitha burimet e dyshuara të gabimit, Ohm vazhdoi me matje të reja.
Artikulli i tij i famshëm "Përcaktimi i ligjit me anë të të cilit metalet përcjellin elektricitetin kontaktues, së bashku me një skicë të teorisë së aparatit voltaik dhe shumëzuesit Schweigger", botuar në 1826 në "Journal of Physics and Chemistry", u botua.
Në maj 1827, "Hetimet teorike të qarqeve elektrike" në 245 faqe, e cila përmbante arsyetimin teorik tashmë të Ohm-it mbi qarqet elektrike. Në këtë punë, shkencëtari propozoi të karakterizonte vetitë elektrike të një përcjellësi nga rezistenca e tij dhe e futi këtë term në përdorim shkencor. Ohm gjeti një formulë më të thjeshtë për ligjin e një seksioni të një qarku elektrik që nuk përmban EMF: "Madhësia e rrymës në një qark galvanik është drejtpërdrejt proporcionale me shumën e të gjitha tensioneve dhe është në përpjesëtim të zhdrejtë me shumën e reduktuar. Në këtë rast, gjatësia totale e reduktuar përcaktohet si shuma e të gjitha gjatësive të reduktuara individuale për seksione homogjene me përçueshmëri të ndryshme dhe seksion kryq të ndryshëm ".
Në 1829 u shfaq artikulli i tij "Studimi eksperimental i funksionimit të një shumëzuesi elektromagnetik", në të cilin u hodhën themelet e teorisë së instrumenteve matëse elektrike. Këtu Ohm propozoi një njësi të rezistencës, për të cilën ai zgjodhi rezistencën e një teli bakri 1 këmbë të gjatë dhe një seksion kryq prej 1 vijë katrore.
Në 1830 u shfaq studimi i ri i Ohm, "Një Përpjekje për të Krijuar një Teori të Përafërt të Përçueshmërisë Unipolare".
Vetëm në 1841 vepra e Ohm u përkthye në anglisht, në 1847 - në italisht, në 1860 - në frëngjisht.
Më 16 shkurt 1833, shtatë vjet pas publikimit të artikullit në të cilin u botua zbulimi i tij, Ohm-it iu ofrua një vend si profesor i fizikës në Shkollën Politeknike të Nurembergut të sapoorganizuar. Shkencëtari fillon kërkimet në fushën e akustikës. Ohm formuloi rezultatet e kërkimit të tij akustik në formën e një ligji që më vonë u bë i njohur si ligji akustik i Ohm-it.
Më herët se të gjithë shkencëtarët e huaj, ligji i Ohm-it u njoh nga fizikanët rusë Lenz dhe Jacobi. Ato ndihmuan edhe në njohjen e tij ndërkombëtare. Me pjesëmarrjen e fizikantëve rusë, më 5 maj 1842, Shoqëria Mbretërore e Londrës i dha Ohmit një medalje ari dhe e zgjodhi atë anëtar.
Më 1845 u zgjodh anëtar i rregullt i Akademisë së Shkencave të Bavarisë. Në 1849, shkencëtari u ftua në Universitetin e Mynihut si një profesor i jashtëzakonshëm. Po atë vit emërohet kurator i koleksionit shtetëror të instrumenteve fiziko-matematikore, ndërsa ka mbajtur leksione në fizikë dhe matematikë. Në 1852 Om u gradua profesor i zakonshëm. Om vdiq më 6 korrik 1854. Në 1881, në një kongres elektroteknik në Paris, shkencëtarët miratuan unanimisht emrin e njësisë së rezistencës - 1 ohm.
Në përgjithësi, marrëdhënia ndërmjet Unë dhe U jolineare, megjithatë, në praktikë, është gjithmonë e mundur të konsiderohet linear në një gamë të caktuar tensioni dhe të zbatohet ligji i Ohm-it; për metalet dhe lidhjet e tyre, kjo gamë është praktikisht e pakufizuar.
Ligji i Ohm-it në formën (1) është i vlefshëm për seksionet e qarkut që nuk përmbajnë burime EMF. Në prani të burimeve të tilla (bateritë, termoçiftet, gjeneratorët, etj.), Ligji i Ohm-it ka formën:
(2) - EMF i të gjitha burimeve të përfshira në seksionin e konsideruar të qarkut. Për një qark të mbyllur, ligji i Ohmit merr formën: (3) është rezistenca totale e qarkut, e barabartë me shumën e rezistencës së jashtme r dhe rezistenca e brendshme e burimit EMF. Një përgjithësim i ligjit të Ohm-it në rastin e një zinxhiri të degëzuar është rregulli i dytë i Kirchhoff.Ligji i Ohm-it mund të shkruhet në formë diferenciale, duke lidhur densitetin e rrymës në secilën pikë të përcjellësit j me fuqi të plotë të fushës elektrike. Potenciali. fusha elektrike e tensionit E të krijuara në përcjellës nga ngarkesat mikroskopike (elektrone, jone) të vetë përcjellësve, nuk mund të mbështesin lëvizjen e palëvizshme të ngarkesave të lira (rrymës), pasi puna e kësaj fushe në një shteg të mbyllur është zero. Rryma mbështetet nga forca joelektrostatike me origjinë të ndryshme (induksion, kimik, termik, etj.), të cilat veprojnë në burimet EMF dhe që mund të përfaqësohen në formën e një fushe ekuivalente jo potenciale me një intensitet. E ST, quajtur palë e tretë. Forca totale e fushës që vepron mbi ngarkesat brenda përcjellësit, në rastin e përgjithshëm, është e barabartë me E + E ST . Prandaj, ligji diferencial i Ohmit ka formën:
ose 
, (4) është rezistenca specifike e materialit përcjellës dhe është përçueshmëria elektrike specifike e tij. Ligji i Ohmit në një formë komplekse është gjithashtu i vlefshëm për rrymat kuazi-stacionare sinusoidale.
Rryma elektrike dhe tensionet e rrezikshme nuk mund të dëgjohen (përveç zhurmës së linjave të tensionit të lartë dhe instalimeve elektrike). Pjesët e gjalla që janë me energji nuk ndryshojnë në pamje.
Është e pamundur t'i njohësh si nga era e tyre ashtu edhe nga temperatura e ngritur në mënyrat normale të funksionimit, ato nuk ndryshojnë. Por ne e ndezim fshesën me korrent në një prizë të heshtur dhe të qetë, kthejmë çelësin - dhe energjia duket se merret nga askund, në vetvete, duke u materializuar në formën e zhurmës dhe ngjeshjes brenda pajisjes shtëpiake.
Përsëri, nëse ngulim dy gozhda në prizat e prizës dhe i kapim ato, atëherë fjalë për fjalë me gjithë trupin tonë do të ndiejmë realitetin dhe objektivitetin e ekzistencës së një rryme elektrike. Të bësh këtë, natyrisht, është shumë e dekurajuar. Por shembujt e fshesës me korrent dhe gozhdave na tregojnë se të mësuarit dhe të kuptuarit e ligjeve bazë të inxhinierisë elektrike kontribuon në trajtimin e sigurt të energjisë elektrike shtëpiake, si dhe në eliminimin e paragjykimeve supersticioze që lidhen me rrymën dhe tensionin elektrik.
Pra, le të shqyrtojmë një ligj, ligjin më të vlefshëm të inxhinierisë elektrike, i cili është i dobishëm për t'u njohur. Dhe ne do të përpiqemi ta bëjmë atë në mënyrën më popullore të mundshme.
Ligji i Ohmit
1. Forma diferenciale e shkrimit të ligjit të Ohm-it
Ligji më i rëndësishëm i inxhinierisë elektrike është, natyrisht, Ligji i Ohmit... Edhe njerëzit që nuk kanë lidhje me inxhinierinë elektrike e dinë ekzistencën e saj. Por ndërkohë pyetja "A e dini ligjin e Ohmit?" në universitetet teknike është një kurth për nxënësit mendjemëdhenj dhe arrogantë. Shoku, natyrisht, përgjigjet se ai e njeh ligjin e Ohmit në mënyrë të përsosur dhe më pas i drejtohen atij me një kërkesë për ta sjellë këtë ligj në formë diferenciale. Pikërisht atëherë rezulton se një nxënës shkolle apo student i vitit të parë është ende duke mësuar dhe studiuar.
Sidoqoftë, forma diferenciale e shkrimit të ligjit të Ohmit është pothuajse e pazbatueshme në praktikë. Ai pasqyron marrëdhënien midis densitetit të rrymës dhe forcës së fushës:
ku G është përçueshmëria e qarkut; E është intensiteti i rrymës elektrike.
Të gjitha këto janë përpjekje për të shprehur rrymën elektrike, duke marrë parasysh vetëm vetitë fizike të materialit përcjellës, pa marrë parasysh parametrat gjeometrikë të tij (gjatësia, diametri, etj.). Forma diferenciale e shkrimit të ligjit të Ohm-it është një teori e pastër, njohja e saj në jetën e përditshme nuk kërkohet fare.
2. Forma integrale e shkrimit të ligjit të Ohm-it për një seksion qarku
Forma integrale e shënimit është një çështje tjetër. Ajo gjithashtu ka disa varietete. Më e popullarizuara prej tyre është Ligji i Ohmit për një seksion të një qarku: I = U / R
Me fjalë të tjera, rryma në një seksion të qarkut është gjithmonë sa më e lartë, aq më i madh është tensioni i aplikuar në këtë seksion dhe aq më e ulët është rezistenca e këtij seksioni.
Ky "lloj" i ligjit të Ohm është thjesht një domosdoshmëri për këdo që, të paktën ndonjëherë, duhet të merret me energjinë elektrike. Për fat të mirë, varësia është mjaft e thjeshtë. Në fund të fundit, voltazhi në rrjet mund të konsiderohet i pandryshuar. Për një prizë, është 220 volt. Prandaj, rezulton se rryma në qark varet vetëm nga rezistenca e qarkut të lidhur në prizë. Prandaj morali i thjeshtë: kjo rezistencë duhet parë.
Qarqet e shkurtra, të cilat të gjithë i dinë, ndodhin pikërisht për shkak të rezistencës së ulët të qarkut të jashtëm. Supozoni se për shkak të një lidhjeje të gabuar të telave në kutinë e degës, telat e fazës dhe ato neutrale janë të lidhura drejtpërdrejt me njëri-tjetrin. Pastaj rezistenca e seksionit të qarkut do të bjerë ndjeshëm në pothuajse zero, dhe rryma gjithashtu do të rritet ndjeshëm në një vlerë shumë të madhe. Nëse instalimet elektrike janë bërë në mënyrë korrekte, atëherë ndërprerësi do të funksionojë, dhe nëse nuk është aty, ose është i gabuar ose i zgjedhur gabimisht, atëherë teli nuk do të përballet me rrymën e rritur, do të nxehet, shkrihet dhe mundësisht të shkaktojë një zjarrit.
Por ndodh që pajisjet që janë futur në prizë dhe kanë punuar për më shumë se një orë bëhen shkak i një qarku të shkurtër. Një rast tipik është një tifoz, mbështjelljet e motorit të të cilit janë mbinxehur për shkak të bllokimit të teheve. Izolimi i mbështjelljes së motorit nuk është projektuar për ngrohje serioze, përkeqësohet shpejt. Si rezultat, shfaqen qarqe të shkurtra nga kthesa në kthesë, të cilat zvogëlojnë rezistencën dhe, në përputhje me ligjin e Ohm, gjithashtu çojnë në një rritje të rrymës.
Rryma e rritur, nga ana tjetër, bën që izolimi i mbështjelljeve të jetë plotësisht i papërdorshëm dhe nuk ka më një kthesë, por një qark të shkurtër të vërtetë dhe të plotë. Rryma shkon përveç mbështjelljeve, menjëherë nga faza në tela neutrale. Vërtetë, të gjitha sa më sipër mund të ndodhin vetëm me një tifoz shumë të thjeshtë dhe të lirë, jo të pajisur me mbrojtje termike.
Ligji i Ohmit për rrymë alternative
Duhet të theksohet se regjistrimi i mësipërm i ligjit të Ohm-it përshkruan një seksion të një qarku me një tension konstant. Në rrjetet AC, ka reaktancë shtesë, dhe impedanca bëhet rrënja katrore e shumës së katrorëve të aktivit dhe reaktancës.
Ligji i Ohmit për një seksion të një qarku të rrymës alternative merr formën: I = U / Z,
ku Z është rezistenca totale e qarkut.
Por një reaksion i madh është karakteristik, para së gjithash, për makineritë e fuqishme elektrike dhe pajisjet e konvertimit të fuqisë. Rezistenca e brendshme elektrike e pajisjeve shtëpiake dhe llambave është pothuajse plotësisht aktive. Prandaj, në jetën e përditshme për llogaritjet, mund të përdorni formën më të thjeshtë të regjistrimit të ligjit të Ohm: I = U / R.
3. Shënim integral për një qark të plotë
Meqenëse ekziston një formë e regjistrimit të ligjit për një pjesë të zinxhirit, atëherë ekziston gjithashtu Ligji i Ohmit për një qark të plotë: I = E / (r + R).
Këtu r është rezistenca e brendshme e burimit EMF të rrjetit, dhe R është rezistenca totale e vetë qarkut.
Nuk është e nevojshme të shkoni larg për një model fizik për të ilustruar këtë nënspeci të ligjit të Ohm-it - ky është rrjeti elektrik në bord i një makine, në të cilën bateria është burimi i EMF. Nuk mund të supozohet se rezistenca e baterisë është e barabartë me zero absolute, prandaj, edhe me një qark të drejtpërdrejtë midis terminaleve të saj (pa rezistencë R), rryma nuk do të rritet në pafundësi, por thjesht në një vlerë të lartë. Megjithatë, kjo vlerë e lartë, natyrisht, mjafton për të bërë që telat të shkrihen dhe lëkura e makinës të ndizet. Prandaj, qarqet elektrike të makinave mbrohen nga qarqet e shkurtra me anë të siguresave.
Kjo mbrojtje mund të mos jetë e mjaftueshme nëse ndodh një qark i shkurtër përpara kutisë së siguresave në lidhje me baterinë, ose nëse njëri prej siguresave zëvendësohet me një copë teli bakri. Atëherë ka vetëm një shpëtim - është e nevojshme të prishni qarkun plotësisht sa më shpejt të jetë e mundur, duke hedhur prapa "masën", domethënë terminalin negativ.
4. Forma integrale e regjistrimit të ligjit të Ohm-it për një seksion qarku që përmban një burim EMF
Duhet të përmendet gjithashtu se ekziston edhe një lloj ligji i Ohm-it - për një seksion të një qarku që përmban një burim EMF:
Këtu U është diferenca potenciale në fillim dhe në fund të seksionit të konsideruar të qarkut. Shenja përballë vlerës së EMF varet nga drejtimi i saj në lidhje me tensionin. Shpesh është e nevojshme të përdoret ligji i Ohm-it për një seksion të qarkut kur përcaktohen parametrat e një qarku, kur një pjesë e qarkut nuk është e disponueshme për studim të hollësishëm dhe nuk është me interes për ne. Le të themi se është e fshehur nga pjesët e trupit një-pjesë. Qarku i mbetur përmban një burim EMF dhe elementë me një rezistencë të njohur. Pastaj, duke matur tensionin në hyrje të pjesës së panjohur të qarkut, mund të llogarisni rrymën, dhe më pas rezistencën e elementit të panjohur.
konkluzionet
Kështu, ne mund të shohim se ligji "i thjeshtë" i Ohmit nuk është aq i thjeshtë sa dikush mund të kishte menduar. Njohja e të gjitha formave të regjistrimit integral të ligjeve të Ohm-it bën të mundur që të kuptohen dhe të kujtohen lehtësisht shumë nga kërkesat e sigurisë elektrike, si dhe të fitohet besim në trajtimin e energjisë elektrike.
