Ohma likums vienkāršā valodā

Vēsturiskais fons

Atklāšanas gads ir Ohmas likums - 1826. gads, ko izstrādājis vācu zinātnieks Georgs Om. Viņš empīriski noteica un aprakstīja likumu par strāvas stipruma, sprieguma un diriģenta veida attiecību. Vēlāk izrādījās, ka trešais komponents nav nekas cits kā pretestība. Pēc tam šis likums tika nosaukts par godu atklājējam, bet likums tajā neapstājās, viņa vārdam tika piešķirta fiziska vērtība kā veltījums viņa darbam.

Vērtība, kurā mēra pretestību, nosaukta Georga Ohma vārdā. Piemēram, rezistoriem ir divi galvenie raksturlielumi: jauda vatos un pretestība - mērvienība omi, kilo-omi, megaohmi utt.

Ohmas likums par ķēdes sekciju

Ohmas likumu par ķēdes sadaļu var izmantot, lai aprakstītu elektrisko ķēdi, kas nesatur EML. Šī ir vienkāršākā ierakstīšanas forma. Tas izskatās šādi:

I = U / R

Kur I ir strāva, mērīta ampēros, U ir spriegums voltos, R ir pretestība omos.

Šī formula mums saka, ka strāva ir tieši proporcionāla spriegumam un apgriezti proporcionāla pretestībai - tas ir precīzs Ohmas likuma formulējums. Šīs formulas fiziskā nozīme ir aprakstīt strāvas atkarību caur ķēdes sadaļu ar zināmo pretestību un spriegumu.

Uzmanību!Šī formula ir derīga līdzstrāvai, maiņstrāvai tai ir nelielas atšķirības, pie tās atgriezīsimies vēlāk.

Papildus elektrisko lielumu attiecībai šī forma mums norāda, ka pretestības strāvas un sprieguma grafiks ir lineārs un ir izpildīts funkcijas vienādojums:

f (x) = ky vai f (u) = IR vai f (u) = (1 / R) * I

Ohmas likums ķēdes sekcijai tiek izmantots, lai aprēķinātu rezistora pretestību ķēdes sekcijā vai noteiktu strāvu caur to ar zināmu spriegumu un pretestību. Piemēram, mums ir rezistors R ar pretestību 6 omi, uz tā spailēm tiek piemērots spriegums 12 V. Jums jānoskaidro, kāda strāva plūdīs caur to. Aprēķināt:

I = 12 V / 6 omi = 2 A

Ideālam vadītājam nav pretestības, tomēr, ņemot vērā tās vielas molekulu struktūru, no kuras tā sastāv, jebkuram vadošam ķermenim ir pretestība. Piemēram, tas izraisīja pāreju no alumīnija uz vara vadiem mājas elektriskajos tīklos.Vara (omu uz 1 metru garuma) pretestība ir mazāka nekā alumīnija. Attiecīgi vara stieples karsē mazāk, iztur lielas strāvas, kas nozīmē, ka varat izmantot mazāka šķērsgriezuma vadu.

Vēl viens piemērs - sildīšanas ierīču un rezistoru spirālēm ir liela pretestība, jo ir izgatavoti no dažādiem augstas izturības metāliem, piemēram, nihroma, kantāla utt. Kad lādiņu nesēji pārvietojas caur vadītāju, tie saduras ar daļiņām kristāla režģī, kā rezultātā enerģija tiek atbrīvota siltuma veidā un diriģents tiek uzkarsēts. Jo vairāk strāvas - jo vairāk sadursmju - jo vairāk karsē.

Lai samazinātu sildīšanu, diriģents vai nu jāsaīsina, vai arī jāpalielina tā biezums (šķērsgriezuma laukums). Šo informāciju var uzrakstīt kā formulu:

R_vads= ρ (L / S)

Kur ρ ir pretestība omos * mm²/ m, L - garums metros, S - šķērsgriezuma laukums.

Ohma likums par paralēlo un seriālo shēmu

Atkarībā no savienojuma veida tiek novērots atšķirīgs strāvas plūsmas un sprieguma sadalījuma modelis. Elementu virknes ķēdē spriegumu, strāvu un pretestību nosaka pēc formulas:

I = I1 = I2

U = U1 + U2

R = R1 + R2

Tas nozīmē, ka tā pati strāva plūst ķēdē no patvaļīga skaita elementiem, kas savienoti virknē. Šajā gadījumā visiem elementiem pieliktais spriegums (sprieguma kritumu summa) ir vienāds ar enerģijas avota izejas spriegumu. Katrs elements tiek pielietots atsevišķi ar savu sprieguma vērtību un ir atkarīgs no strāvas stipruma un īpatnējās pretestības:

U_e= I * R_elements

Ķēdes pretestību paralēli savienotiem elementiem aprēķina pēc formulas:

I = I1 + I2

U = U1 = U2

1 / R = 1 / R1 + 1 / R2

Jauktam savienojumam ķēde jānogādā līdzvērtīgā formā. Piemēram, ja viens rezistors ir savienots ar diviem paralēli savienotiem rezistoriem, tad vispirms aprēķiniet paralēli savienoto pretestību. Jūs iegūsit kopējo divu rezistoru pretestību, un jums tas vienkārši jāpievieno trešajam, kas ir savienots virknē ar tiem.

Ohmas likums par visu ķēdi

Pilnīgai ķēdei ir nepieciešams barošanas avots. Ideāls enerģijas avots ir ierīce, kurai ir viena īpašība:

• spriegums, ja tas ir EML avots;
• strāvas stiprums, ja tas ir strāvas avots;

Šāds enerģijas avots spēj piegādāt jebkuru enerģiju ar nemainīgiem izejas parametriem. Reālā barošanas avotā ir arī tādi parametri kā jauda un iekšējā pretestība. Faktiski iekšējā pretestība ir iedomāts rezistors, kas uzstādīts virknē ar emf avotu.

Ohmas likuma formula visai shēmai izskatās līdzīga, bet tiek pievienota IP iekšējā pretestība. Lai izveidotu pilnīgu shēmu, rakstiet:

I = ε / (R + r)

Kur ε ir EML voltos, R ir slodzes pretestība, r ir barošanas avota iekšējā pretestība.

Praksē iekšējā pretestība ir daļa no Ohmas, un galvaniskiem avotiem tā ievērojami palielinās. Jūs to novērojāt, kad abām baterijām (jaunām un nederīgām) ir vienāds spriegums, bet viena no tām rada vajadzīgo strāvu un darbojas pareizi, bet otra nedarbojas, jo sag pie mazākās slodzes.

Ohma likums diferencētā un integrālā formā

Viendabīgai ķēdes daļai iepriekšminētās formulas ir spēkā, nehomogēnam vadītājam tas jāsadala iespējami īsos segmentos, lai šajā segmentā tiktu samazinātas tā izmēru izmaiņas. To diferenciāli sauc par Ohma likumu.

Citiem vārdiem sakot: strāvas blīvums ir tieši proporcionāls bezgalīgi nelielai diriģenta daļai ar stiprību un vadītspēju.

Neatņemamā formā:

Ohma likums maiņstrāvai

Aprēķinot maiņstrāvas ķēdes, pretestības jēdziena vietā tiek ieviests "pretestības" jēdziens. Pretestība ir apzīmēta ar burtu Z, tā ietver slodzes pretestību R_a un reaģētspēja X (vai_r)Tas ir saistīts ar sinusoidālās strāvas formu (un jebkura cita veida strāvu) un induktīvo elementu parametriem, kā arī ar komutācijas likumiem:

1. Strāva ķēdē ar induktivitāti nevar uzreiz mainīties.
2. Spriegums ķēdē ar kapacitāti nevar uzreiz mainīties.

Tādējādi strāva sāk atpalikt vai būt priekšā spriegumam, un kopējā jauda tiek sadalīta aktīvajā un reaktīvajā.

U = I * Z

X_L un X_C Vai ir kravas reaktīvās sastāvdaļas.

Šajā sakarā tiek ieviesta vērtība cos Φ:

Šeit Q ir reaktīvā jauda maiņstrāvas un induktīvi-kapacitīvo komponentu dēļ, P ir aktīvā jauda (piešķirta aktīvajiem komponentiem), S ir šķietamā jauda, ​​cos Φ ir jaudas koeficients.

Jūs, iespējams, pamanījāt, ka formula un tās attēlojums krustojas ar Pitagora teorēmu. Tas tā ir, un leņķis Ф ir atkarīgs no tā, cik liela ir slodzes reaktīvā sastāvdaļa - jo lielāka tā ir, jo lielāka tā ir. Praksē tas noved pie tā, ka tīklā faktiski plūstošā strāva ir lielāka nekā tā, ko ņem vērā mājsaimniecības skaitītājs, savukārt uzņēmumi maksā par pilnu jaudu.

Šajā gadījumā pretestība tiek parādīta sarežģītā formā:

Šeit j ir iedomāta vienība, kas raksturīga vienādojumu sarežģītai formai. Retāk tiek saukts par i, bet elektrotehnikā ir norādīta arī maiņstrāvas efektīvā vērtība, tāpēc, lai nesajauktos, labāk ir izmantot j.

Iedomātā vienība ir √-1. Loģiski, ka sašķeļot šādu skaitli, tas var radīt negatīvu “-1” rezultātu.

Kā atcerēties Ohmas likumu

Lai atcerētos Ohmas likumu, jūs varat iegaumēt formulējumu vienkāršos vārdos, piemēram:

Jo lielāks spriegums, jo lielāka strāva, jo lielāka pretestība, jo mazāk strāvas.

Vai arī izmantojiet mnemoniskus attēlus un noteikumus. Pirmais ir Ohmas likuma attēlojums piramīdas formā - īsi un skaidri.

Mnemoniskais noteikums ir vienkāršots koncepcijas skatījums, lai to varētu viegli saprast un izpētīt. Tas var būt gan mutiski, gan grafiski. Lai pareizi atrastu pareizo formulu, aizveriet vēlamo vērtību ar pirkstu un saņemiet atbildi darba vai koeficienta formā. Lūk, kā tas darbojas:

Otrais ir karikatūrizēts priekšnesums. Šeit tas parādīts: jo vairāk Ohm mēģina, jo grūtāk iet Ampere un jo vairāk Volt - jo vieglāk Ampere iet.

Visbeidzot, mēs iesakām noskatīties noderīgu videoklipu, kas vienkāršos vārdos izskaidro Ohma likumu un tā piemērošanu:

Ohma likums ir viens no elektrotehnikas pamatprincipiem, bez viņa zināšanām vairums aprēķinu nav iespējami. Un ikdienas darbā bieži nākas tulkot ampēros līdz kilovatiem vai ar pretestību, lai noteiktu strāvu. Pilnīgi nav nepieciešams izprast tā secinājumu un visu daudzumu izcelsmi, bet izstrādei ir vajadzīgas galīgās formulas. Noslēgumā es gribu atzīmēt, ka starp elektriķiem ir vecs komisks sakāmvārds:"Nezinu Om - sēdiet mājās."Un, ja katrā jokā ir daļa patiesības, tad šeit šī patiesības daļa ir 100%. Uzziniet teorētiskos pamatus, ja vēlaties kļūt par profesionāli praksē, un citi mūsu vietnes raksti jums to palīdzēs.