Ang pinakamahalagang batas ng electrical engineering — ang batas ng Ohm
Batas ng Ohm
Ang German physicist na si Georg Ohm (1787 -1854) ay eksperimento na itinatag na ang lakas ng kasalukuyang I na dumadaloy sa isang pare-parehong konduktor ng metal (ibig sabihin, isang konduktor kung saan ang mga panlabas na puwersa ay hindi kumikilos) ay proporsyonal sa boltahe U sa mga dulo ng konduktor:
I = U / R, (1)
kung saan R - electrical resistance ng conductor.
Ang equation (1) ay nagpapahayag ng Ohm's Law para sa isang seksyon ng circuit (hindi naglalaman ng kasalukuyang pinagmumulan): Ang kasalukuyang sa isang konduktor ay direktang proporsyonal sa inilapat na boltahe at inversely proporsyonal sa paglaban ng konduktor.
Ang seksyon ng circuit kung saan hindi kumikilos ang emf. (panlabas na pwersa) ay tinatawag na isang homogenous na seksyon ng circuit, samakatuwid ang pagbabalangkas ng batas ng Ohm ay may bisa para sa isang homogenous na bahagi ng circuit.
Tingnan dito para sa higit pang mga detalye: Batas ng Ohm para sa isang seksyon ng isang circuit
Ngayon ay isasaalang-alang natin ang isang hindi magkakatulad na seksyon ng circuit, kung saan ang epektibong EMF ng seksyon 1 — 2 ay tinutukoy ng Ε12 at inilapat sa mga dulo ng seksyon. potensyal na pagkakaiba — hanggang φ1 — φ2.
Kung ang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng mga nakapirming konduktor na bumubuo sa seksyon 1-2, kung gayon ang gawain A12 ng lahat ng pwersa (panlabas at electrostatic) na ginawa sa kasalukuyang mga carrier ay ang batas ng konserbasyon at pagbabago ng enerhiya katumbas ng init na inilabas sa lugar. Ang gawain ng mga puwersa ay ginanap kapag ang singil Q0 ay gumagalaw sa seksyon 1 - 2:
A12 = Q0E12 + Q0 (φ1 — φ2) (2)
E.m.s. E12 din amperahe Ako ay isang scalar na dami. Dapat itong kunin nang may positibo o negatibong tanda, depende sa tanda ng gawaing ginawa ng mga panlabas na puwersa. Kung e.d. nagpo-promote ng paggalaw ng mga positibong singil sa napiling direksyon (sa direksyon 1-2), pagkatapos ay E12> 0. Kung mga yunit. pinipigilan ang mga positibong singil mula sa paglipat sa direksyong iyon, pagkatapos ay E12 <0.
Sa panahon ng t, ang init ay inilabas sa konduktor:
Q = Az2Rt = IR (It) = IRQ0 (3)
Mula sa mga formula (2) at (3) nakukuha natin:
IR = (φ1 — φ2) + E12 (4)
saan
I = (φ1 — φ2 + E12) / R (5)
Ang expression (4) o (5) ay ang Batas ng Ohm para sa isang hindi magkakatulad na cross-section ng isang circuit sa integral form, na siyang pangkalahatang batas ng Ohm.
Kung walang kasalukuyang mapagkukunan sa isang tiyak na seksyon ng circuit (E12 = 0), pagkatapos ay mula sa (5) dumating kami sa batas ng Ohm para sa isang homogenous na seksyon ng circuit
I = (φ1 — φ2) / R = U / R
Kung de-koryenteng circuit ay sarado, pagkatapos ay ang mga napiling punto 1 at 2 ay nagtutugma, φ1 = φ2; pagkatapos ay mula sa (5) makuha namin ang Batas ng Ohm para sa isang closed circuit:
I = E / R,
kung saan ang E ay ang emf na kumikilos sa circuit, ang R ay ang kabuuang paglaban ng buong circuit. Sa pangkalahatan, ang R = r + R1, kung saan ang r ay ang panloob na paglaban ng kasalukuyang pinagmulan, ang R1 ay ang paglaban ng panlabas na circuit.Samakatuwid, ang batas ng Ohm para sa isang closed circuit ay magiging ganito:
I = E / (r + R1).
Kung ang circuit ay bukas, walang kasalukuyang sa loob nito (I = 0), pagkatapos ay mula sa batas ng Ohm (4) makuha namin iyon (φ1 — φ2) = E12, i.e. Ang emf na kumikilos sa isang bukas na circuit ay katumbas ng potensyal na pagkakaiba sa mga dulo nito. Samakatuwid, upang mahanap ang emf ng isang kasalukuyang pinagmumulan, kinakailangan upang sukatin ang potensyal na pagkakaiba sa mga bukas-circuit na terminal nito.
Mga halimbawa ng mga kalkulasyon ng Ohm's Law:
Pagkalkula ng kasalukuyang ayon sa batas ng Ohm
Pagkalkula ng Ohm's Law Resistance
Pagbaba ng boltahe
Tingnan din:
Sa potensyal na pagkakaiba, electromotive force at boltahe
Agos ng kuryente sa mga likido at gas
Electrical resistance ng mga wire
Tungkol sa magnetic field, solenoids at electromagnets
Self induction at mutual induction
Electric field, electrostatic induction, capacitance at capacitors
Ano ang alternating current at paano ito naiiba sa direct current