Ohm yasası düz dilde

Geçmiş referansı

Keşif yılı, Alman bilim adamı Georg Om tarafından Ohm Yasası - 1826'dır. Mevcut güç, gerilim ve iletken tipine ilişkin kanunu ampirik olarak belirledi ve açıkladı. Daha sonra üçüncü bileşenin dirençten başka bir şey olmadığı ortaya çıktı. Daha sonra, bu yasa keşfeden onurlandırıldı, ancak yasa burada durmadı, ismine ve fiziksel boyutundan sonra, çalışmasına bir övgü olarak adlandırıldı.

Direncin ölçüldüğü değere Georg Ohm denir. Örneğin, dirençlerin iki ana özelliği vardır: watt cinsinden güç ve direnç - Ohm, kilo-ohm, megaohm, vb. Cinsinden bir ölçü birimi.

Bir zincir bölümü için Ohm yasası

Bir devrenin bir bölümü için Ohm yasası, EMF içermeyen bir elektrik devresini tanımlamak için kullanılabilir. Bu en basit kayıt şeklidir. Şöyle görünüyor:

I = U / R

Amper cinsinden ölçülen akımın I olduğu yerde, U volt cinsinden voltaj, R Ohm cinsinden dirençtir.

Bu formül bize akımın voltajla doğru orantılı ve dirençle ters orantılı olduğunu söyler - bu Ohm Yasasının kesin formülasyonudur. Bu formülün fiziksel anlamı, bilinen direnci ve voltajı ile bir devrenin bir bölümü boyunca akımın bağımlılığını tanımlamaktır.

Dikkat!Bu formül doğru akım için geçerlidir, alternatif akım için küçük farklılıklar vardır, daha sonra buna geri döneceğiz.

Elektriksel büyüklüklerin oranına ek olarak, bu form bize dirençteki voltaj karşı akım grafiğinin doğrusal olduğunu ve fonksiyon denkleminin karşılandığını söyler:

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

Bir devre bölümü için Ohm yasası, bir devre bölümündeki bir direncin direncini hesaplamak veya bilinen bir voltaj ve dirençte içinden geçen akımı belirlemek için kullanılır. Örneğin, 6 ohm dirençli bir R direncimiz var, terminallerine 12 V'luk bir voltaj uygulanıyor, içinden hangi akımın akacağını bulmanız gerekiyor. Hesaplamak:

I = 12 V / 6 Ohm = 2 A

İdeal bir iletkenin direnci yoktur, ancak, içerdiği maddenin moleküllerinin yapısı nedeniyle, herhangi bir iletken gövdenin direnci vardır. Örneğin, bu ev elektrik şebekelerinde alüminyumdan bakır tellere geçişe neden oldu.Bakırın direnci (1 metre uzunluk başına Ohm) alüminyumdan daha azdır. Buna göre, bakır teller daha az ısınır, büyük akımlara dayanır, bu da daha küçük bir enine kesite sahip bir kablo kullanabileceğiniz anlamına gelir.

Başka bir örnek - ısıtma cihazları ve dirençlerin spiralleri büyük bir dirence sahiptir, çünkü yük taşıyıcıları iletken içinden geçtiğinde, kristal kafes içindeki parçacıklar ile çarpışırlar, bunun sonucunda enerji ısı şeklinde salınır ve iletken ısıtılır. Daha fazla akım - daha fazla çarpışma - daha fazla ısıtma.

Isıtmayı azaltmak için, iletken ya kısaltılmalı ya da kalınlığı artırılmalıdır (kesit alanı). Bu bilgiler bir formül olarak yazılabilir:

R,_tel= ρ (L / S)

Ρ, Ohm * mm cinsinden dirençtir²/ m, L - m olarak uzunluk, S - kesit alanı.

Paralel ve seri devre için Ohm yasası

Bağlantı türüne bağlı olarak, farklı bir akım akışı ve gerilim dağılımı modeli gözlenir. Elementlerin seri bağlantı devresinin bir bölümü için voltaj, akım ve direnç formülle bulunur

I = I1 = I2

U = U1 + U2

R = R1 + R2

Bu, aynı akımın seri olarak bağlı rastgele sayıda elemandan bir devrede aktığı anlamına gelir. Bu durumda, tüm elemanlara uygulanan voltaj (voltaj düşüşlerinin toplamı) güç kaynağının çıkış voltajına eşittir. Her bir eleman kendi voltaj değeri ile ayrı ayrı uygulanır ve akım gücüne ve spesifik dirence bağlıdır:

U_e= I * R_eleman

Paralel bağlı elemanlar için devrenin direnci aşağıdaki formülle hesaplanır:

I = I1 + I2

U = U1 = U2

1 / R = 1 / R1 + 1 / R2

Karışık bir bileşik için, zincir eşdeğer bir forma getirilmelidir. Örneğin, bir direnç iki paralel bağlı rezistöre bağlıysa, önce paralel bağlı olanların direncini hesaplayın. İki direncin toplam direncini alacaksınız ve sadece onlarla seri olarak bağlanan üçüncüye eklemelisiniz.

Bütün zincir için Ohm yasası

Tam bir devre bir güç kaynağı gerektirir. İdeal bir güç kaynağı, bir özelliğe sahip bir cihazdır:

• EMF kaynağı ise voltaj;
• akım kaynağı ise akım gücü;

Böyle bir güç kaynağı, sabit çıkış parametreleriyle herhangi bir güç sağlayabilmektedir. Gerçek bir güç kaynağında, güç ve dahili direnç gibi parametreler de vardır. Aslında, iç direnç, emf kaynağı ile seri olarak kurulan hayali bir dirençtir.

Tüm devre için Ohm Yasası formülü benzer görünür, ancak IP'nin iç direnci eklenir. Tam bir devre için şunu yazın:

I = ε / (R + r)

Ε Volt cinsinden EMF olduğunda, R yük direncidir, r güç kaynağının iç direncidir.

Uygulamada, iç direnç Ohm'un bir kısmıdır ve galvanik kaynaklar için önemli ölçüde artar. İki pil (yeni ve ölü) aynı voltaja sahip olduğunda bunu gözlemlediniz, ancak bunlardan biri gerekli akımı üretiyor ve düzgün çalışıyor ve ikincisi çalışmıyor, çünkü en hafif yükte sarkar.

Ohm kanunu diferansiyel ve integral formda

Devrenin homojen bir kısmı için, yukarıdaki formüller geçerlidir, homojen olmayan bir iletken için, bu segment içinde boyutlarındaki değişikliklerin en aza indirilmesi için mümkün olduğunca kısa parçalara ayrılması gerekir. Buna Ohm Yasası farklı bir biçimde denir.

Başka bir deyişle: akım yoğunluğu, iletkenin sonsuz küçük bir kısmı için mukavemet ve iletkenlik ile doğru orantılıdır.

İntegral formda:

AC için Ohm Yasası

AC devreleri hesaplanırken, direnç kavramı yerine, "empedans" kavramı tanıtılır. Empedans Z harfi ile gösterilir, R yük direncini içerir_bir ve reaktans X (veya R_r)Bunun nedeni sinüzoidal akımın şekli (ve diğer formların akımları) ve endüktif elemanların parametreleri ve anahtarlama yasalarıdır:

1. Endüktanslı devrede akım anında değişemez.
2. Kapasitanslı devredeki voltaj anında değişemez.

Böylece, akım voltajın gerisinde kalmaya veya gerilmeye başlar ve toplam güç aktif ve reaktif olarak ayrılır.

U = I * Z

X_L ve X_C Yükün reaktif bileşenleridir.

Bu bağlamda, cos Φ değeri tanıtılır:

Burada Q, alternatif akım ve endüktif kapasitif bileşenler nedeniyle reaktif güçtür, P aktif güçtür (aktif bileşenlere tahsis edilir), S görünür güçtür, çünkü Φ güç faktörüdür.

Formül ve temsilinin Pisagor teoremi ile kesiştiğini fark etmiş olabilirsiniz. Bu gerçekten böyledir ve Ф açısı, yükün reaktif bileşeninin ne kadar büyük olduğuna bağlıdır - ne kadar büyükse, o kadar büyüktür. Uygulamada bu, şebekede gerçekte akan akımın, hane sayacı tarafından dikkate alınandan daha büyük olmasına neden olurken, işletmeler tam güç için ödeme yapar.

Bu durumda, direnç karmaşık bir biçimde sunulur:

Burada j, karmaşık denklemler formu için tipik olan hayali bir birimdir. Daha az yaygın olarak i olarak adlandırılır, ancak elektrik mühendisliğinde alternatif akımın etkin değeri de belirtilir, bu nedenle karıştırılmamak için j'nin kullanılması daha iyidir.

Hayali birim √-1'dir. Karesi alırken böyle bir sayı olmaması mantıklıdır, bu da “-1” in negatif sonucuna yol açabilir.

Ohm yasası nasıl hatırlanır

Ohm Yasasını hatırlamak için ifadeyi aşağıdaki gibi basit kelimelerle ezberleyebilirsiniz:

Gerilim ne kadar yüksek olursa, akım o kadar büyük, direnç o kadar büyük, akım o kadar düşük olur.

Veya anımsatıcı resimleri ve kuralları kullanın. Birincisi, Ohm yasasının kısa ve açık bir şekilde bir piramit şeklinde temsilidir.

Anımsatıcı kural, basit ve kolay anlaşılması ve çalışması için bir kavramın basitleştirilmiş bir görünümüdür. Sözlü veya grafiksel olabilir. Doğru formülü doğru bir şekilde bulmak için, istediğiniz değeri parmağınızla kapatın ve cevabı bir çalışma veya bölüm olarak alın. Şöyle çalışır:

İkincisi, karikatürize edilmiş bir performans. Burada gösterilmiştir: Ohm ne kadar çok çalışırsa, Amper o kadar zor ve Amper o kadar çok - Amper o kadar kolay geçer.

Son olarak, Ohm Yasasını ve uygulamasını basit kelimelerle açıklayan yararlı bir video izlemenizi öneririz:

Ohm yasası elektrik mühendisliğinin temellerinden biridir, bilgisi olmadan hesaplamaların çoğu imkansızdır. Ve günlük işlerde genellikle çevirmek zorunda amper a Kilowatt veya akımı belirlemek için dirençle. Sonuçlarını ve tüm miktarların kökenini anlamak kesinlikle gerekli değildir - ancak nihai formüller geliştirme için gereklidir. Sonuç olarak, elektrikçiler arasında eski bir komik atasözü olduğunu belirtmek isterim:"Om'yu bilmiyorum - evde otur."Ve eğer her şakada gerçeğin bir payı varsa, o zaman burada bu gerçeğin payı% 100'dür. Uygulamada profesyonel olmak istiyorsanız teorik temelleri öğrenin ve sitemizdeki diğer makaleler size bu konuda yardımcı olacaktır.