Batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit

Sa electrical engineering mayroong mga termino: seksyon at buong circuit.

Ang site ay tinatawag na:

• bahagi ng isang de-koryenteng circuit sa loob ng pinagmumulan ng kasalukuyang o boltahe;

• ang buong panlabas o panloob na circuit ng mga de-koryenteng elemento na konektado sa pinagmulan o bahagi nito.

Ang terminong "kumpletong circuit" ay ginagamit upang sumangguni sa isang circuit na ang lahat ng mga circuit ay binuo, kabilang ang:

• pinagmumulan;

• mga gumagamit;

• pagkonekta ng mga wire.

Ang ganitong mga kahulugan ay nakakatulong upang mas mahusay na mag-navigate sa mga circuit, maunawaan ang kanilang mga katangian, pag-aralan ang trabaho, maghanap para sa mga pinsala at malfunctions. Naka-embed ang mga ito sa batas ng Ohm, na nagbibigay-daan sa iyong lutasin ang parehong mga tanong para ma-optimize ang mga prosesong elektrikal para sa mga pangangailangan ng tao.

Ang pangunahing pananaliksik ni Georg Simon Ohm ay nalalapat sa halos lahat seksyon ng circuit o ang buong eskematiko.

Paano gumagana ang Batas ng Ohm para sa isang kumpletong DC circuit

Halimbawa, kumuha tayo ng galvanic cell, na sikat na tinatawag na baterya, na may potensyal na pagkakaiba U sa pagitan ng anode at cathode. Ikinonekta namin ang isang bombilya na may filament sa mga terminal nito, na may simpleng resistive resistance R.

Ang kasalukuyang I = U / R na nilikha ng paggalaw ng mga electron sa metal ay dadaloy sa filament. Ang circuit na nabuo ng mga wire ng baterya, mga wire sa pagkonekta at ang bombilya ay tumutukoy sa panlabas na bahagi ng circuit.

Daloy din ang kasalukuyang sa panloob na seksyon sa pagitan ng mga electrodes ng baterya. Ang mga carrier nito ay magiging positibo at negatibong sisingilin ng mga ion. Ang mga electron ay maaakit sa katod at ang mga positibong ion ay itataboy mula dito patungo sa anode.

Sa ganitong paraan, ang mga positibo at negatibong singil ay naipon sa katod at anode, at ang isang potensyal na pagkakaiba ay nilikha sa pagitan nila.

Ang kumpletong paggalaw ng mga ion sa electrolyte ay nahahadlangan panloob na paglaban ng bateryaminarkahan ng "r". Nililimitahan nito ang kasalukuyang output sa panlabas na circuit at binabawasan ang kapangyarihan nito sa isang tiyak na halaga.

Sa kumpletong circuit ng circuit, ang kasalukuyang dumadaloy sa loob at panlabas na mga circuit, na pagtagumpayan ang kabuuang pagtutol R + r ng dalawang seksyon sa serye. Ang halaga nito ay naiimpluwensyahan ng puwersa na inilapat sa mga electrodes, na tinatawag na electromotive o EMF para sa maikli at tinutukoy ng index «E».

Ang halaga nito ay maaaring masukat gamit ang isang voltmeter sa mga terminal ng baterya na walang load (walang panlabas na circuit). Sa pamamagitan ng isang load na konektado sa parehong lugar, ang voltmeter ay nagpapakita ng boltahe U. Sa madaling salita: na walang load sa mga terminal ng baterya, ang U at E ay tumutugma sa magnitude, at kapag ang kasalukuyang dumadaloy sa panlabas na circuit, U <E.

Binubuo ng Force E ang paggalaw ng mga singil sa kuryente sa isang kumpletong circuit at tinutukoy ang halaga nito I = E / (R + r).

Ang mathematical expression na ito ay tumutukoy sa batas ng Ohm para sa isang kumpletong DC circuit. Ang pagkilos nito ay inilalarawan nang mas detalyado sa kanang bahagi ng larawan.Ipinapakita nito na ang buong kumpletong circuit ay binubuo ng dalawang magkahiwalay na kasalukuyang circuits.

Makikita rin na sa loob ng baterya, kahit na naka-off ang external circuit load, ang mga sisingilin na particle ay gumagalaw (self-discharge current) at samakatuwid ang hindi kinakailangang pagkonsumo ng metal ay nangyayari sa cathode. Ang enerhiya ng baterya, dahil sa panloob na pagtutol, ay ginugugol sa pag-init at pagwawaldas sa kapaligiran, at sa paglipas ng panahon ay nawawala lamang ito.

Ipinapakita ng pagsasanay na ang pagbabawas ng panloob na paglaban sa pamamagitan ng mga nakabubuo na pamamaraan ay hindi makatwiran sa ekonomiya dahil sa matalas na pagtaas ng mga gastos ng panghuling produkto at sa medyo mataas na paglabas nito sa sarili.

mga konklusyon

Upang mapanatili ang kahusayan ng baterya, dapat itong gamitin lamang para sa layunin nito, na kumokonekta sa panlabas na circuit ng eksklusibo para sa panahon ng operasyon.

Kung mas mataas ang resistensya ng konektadong pagkarga, mas mahaba ang buhay ng baterya. Samakatuwid, ang mga xenon lamp na may incandescent filament na may mas mababang kasalukuyang pagkonsumo kaysa sa nitrogen-filled na may parehong maliwanag na flux ay nagsisiguro ng mas mahabang buhay ng serbisyo ng mga pinagmumulan ng enerhiya.

Kapag nag-iimbak ng mga elemento ng galvanic, ang pagpasa ng kasalukuyang sa pagitan ng mga contact ng panlabas na circuit ay dapat na hindi kasama ng maaasahang paghihiwalay.

Kung sakaling ang panlabas na circuit resistance R ng baterya ay makabuluhang lumampas sa panloob na halaga r, ito ay itinuturing na isang mapagkukunan ng boltahe, at kapag ang reverse na relasyon ay natupad, ito ay isang kasalukuyang pinagmulan.

Paano ginagamit ang Batas ng Ohm para sa isang kumpletong AC circuit

Ang mga sistemang elektrikal ng AC ay ang pinakakaraniwan sa industriya ng kuryente.Sa industriyang ito, naabot nila ang napakalaking haba sa pamamagitan ng pagdadala ng kuryente sa mga linya ng kuryente.

Habang tumataas ang haba ng linya ng paghahatid, tumataas ang resistensya ng kuryente nito, na lumilikha ng pag-init ng mga wire at pinatataas ang pagkawala ng enerhiya para sa paghahatid.

Ang kaalaman sa batas ng Ohm ay nakatulong sa mga power engineer na bawasan ang mga hindi kinakailangang gastos sa pagdadala ng kuryente. Upang gawin ito, ginamit nila ang pagkalkula ng bahagi ng pagkawala ng kuryente sa mga wire.

Ang pagkalkula ay batay sa halaga ng ginawang aktibong kapangyarihan P = E ∙ I, na dapat ilipat nang husay sa mga malalayong mamimili at malampasan ang kabuuang pagtutol:

• panloob na r at generator;

• panlabas na R ng mga wire.

Ang magnitude ng EMF sa mga terminal ng generator ay tinutukoy bilang E = I ∙ (r + R).

Ang pagkawala ng kuryente na Pp upang mapagtagumpayan ang paglaban ng kumpletong circuit ay ipahahayag ng formula na ipinapakita sa larawan.

Ito ay makikita mula dito na ang pagkonsumo ng kuryente ay tumataas sa proporsyon sa haba / paglaban ng mga wire at posible na bawasan ang mga ito sa panahon ng transportasyon ng kapangyarihan sa pamamagitan ng pagtaas ng EMF ng generator o ang boltahe ng linya. Ginagamit ang pamamaraang ito sa pamamagitan ng pagsasama ng mga step-up na transformer sa circuit sa dulo ng generator ng linya ng kuryente at mga step-down na transformer sa receiving point ng mga de-koryenteng substation.

Gayunpaman, ang pamamaraang ito ay limitado:

• ang pagiging kumplikado ng mga teknikal na aparato upang kontrahin ang paglitaw ng mga coronary discharges;

• ang pangangailangang idistansya at ihiwalay ang mga linya ng kuryente sa ibabaw ng lupa;

• pagtaas sa enerhiya ng radiation ng linya ng hangin sa espasyo (ang hitsura ng epekto ng antenna).

Mga katangian ng pagpapatakbo ng batas ng Ohm sa sinusoidal alternating current circuits

Ang mga modernong gumagamit ng pang-industriya na mataas na boltahe at domestic three-phase / single-phase electric power ay lumilikha hindi lamang aktibo, kundi pati na rin ang mga reaktibo na naglo-load na may binibigkas na inductive o capacitive na mga katangian. Sila ay humantong sa isang phase shift sa pagitan ng mga vectors ng inilapat na mga boltahe at ang mga alon na dumadaloy sa circuit.

Sa kasong ito, para sa mathematical notation ng mga pagbabago sa oras ng harmonics, gamitin kumplikadong anyoat vector graphics ay ginagamit para sa spatial na representasyon. Ang kasalukuyang ipinadala sa pamamagitan ng linya ng kuryente ay naitala ng formula: I = U / Z.

Ang mathematical notation ng mga pangunahing bahagi ng batas ng Ohm na may mga kumplikadong numero ay nagbibigay-daan sa pagprograma ng mga algorithm ng mga elektronikong aparato na ginagamit upang kontrolin at pamahalaan ang mga kumplikadong teknolohikal na proseso na patuloy na nagaganap sa power system.

Kasama ng mga kumplikadong numero, ginagamit ang differential form ng pagsulat ng lahat ng ratios. Ito ay maginhawa para sa pagsusuri ng mga conductive na katangian ng mga materyales.

Ang ilang mga teknikal na kadahilanan ay maaaring lumabag sa batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit. Kabilang sa mga ito ang:

• mataas na vibrational frequency kapag nagsimulang maimpluwensyahan ang momentum ng mga carrier ng singil. Wala silang oras upang lumipat sa bilis ng mga pagbabago sa electromagnetic field;

• estado ng superconductivity ng isang tiyak na klase ng mga sangkap sa mababang temperatura;

• nadagdagan ang pag-init ng kasalukuyang mga wire sa pamamagitan ng electric current. kapag ang kasalukuyang-boltahe na katangian ay nawawala ang linear na katangian nito;

• pagkasira ng layer ng pagkakabukod sa pamamagitan ng mataas na boltahe na naglalabas;

• daluyan ng gas o vacuum electron tubes;

• mga aparato at elemento ng semiconductor.