Sujungtas laidais su įvairiais elektros prietaisais ir elektros energijos vartotojais, sudaro elektros grandinę.

Įprasta elektros grandinę vaizduoti naudojant diagramas, kuriose elektros grandinės elementai (varža, srovės šaltiniai, jungikliai, lempos, prietaisai ir kt.) nurodomi specialiomis piktogramomis.

Dabartinė kryptis grandinėje - tai kryptis nuo teigiamo srovės šaltinio poliaus iki neigiamo. Ši taisyklė buvo nustatyta XIX a. ir nuo to laiko buvo stebimas. Tikrųjų krūvių judėjimas gali nesutapti su sąlygine srovės kryptimi. Taigi metaluose srovės nešėjai yra neigiamo krūvio elektronai, ir jie juda iš neigiamo poliaus į teigiamą, t.y. priešinga kryptimi. Elektrolituose tikrasis krūvių judėjimas gali sutapti arba būti priešingas srovės krypčiai, priklausomai nuo to, ar jonai yra krūvininkai – teigiami ar neigiami.

Elementų įtraukimas į elektros grandinę gali būti nuoseklus arba lygiagrečiai.

Omo dėsnis visai grandinei.

Apsvarstykite elektros grandinę, kurią sudaro srovės šaltinis ir rezistorius R.

Omo dėsnis visai grandinei nustato ryšį tarp srovės stiprumo grandinėje, emf ir visos grandinės varžos, susidedančios iš išorinės varžos. R ir srovės šaltinio vidinė varža r.

Išorinių jėgų darbas AŠv srovės šaltinis, pagal EML apibrėžimą ( ɛ ) yra lygus AŠv = ɛq, Kur q- įkrovą perkelia EMF. Pagal srovės apibrėžimą q = tai, Kur t- laikas, per kurį buvo perkeltas mokestis. Iš čia mes turime:

AŠv = ɛ Tai.

Šiluma, susidaranti atliekant darbus grandinėje, pagal Džaulio-Lenco dėsnis, lygus:

K = aš 2 Rt + aš 2 rt.

Pagal energijos tvermės dėsnį A = Q. Prilyginamas ( AŠv = ɛ Tai) Ir ( K = aš 2 Rt + aš 2 rt), mes gauname:

ɛ = IR + Ir.

Omo dėsnis uždarai grandinei paprastai rašomas taip:

.

Srovės stipris visoje grandinėje yra lygus grandinės emf ir jos bendros varžos santykiui.

Jei grandinėje yra keli nuosekliai sujungti šaltiniai su EMF ɛ 1, ɛ 2, ɛ 3 ir pan., tada bendras grandinės EML yra lygus atskirų šaltinių EML algebrinei sumai. Šaltinio emf ženklas nustatomas atsižvelgiant į grandinės apėjimo kryptį, kuri pasirenkama savavališkai, pavyzdžiui, paveikslėlyje žemiau - prieš laikrodžio rodyklę.

Šiuo atveju išorinės jėgos šaltinio viduje atlieka teigiamą darbą. Ir atvirkščiai, ši lygtis galioja grandinei:

ɛ = ɛ 1 + ɛ 2 + ɛ 3 = | ɛ 1 | - | ɛ 2 | -| ɛ 3 | .

Pagal srovės stiprumą teigiamas ir teigiamas EML - srovės kryptis išorinėje grandinėje sutampa su grandinės apėjimo kryptimi. Grandinės su keliais šaltiniais varža yra lygi visų EML šaltinių išorinių ir vidinių varžų sumai, pavyzdžiui, aukščiau pateiktame paveikslėlyje:

R n = R + r 1 + r 2 + r 3 .

Elektrikui ir elektronikos inžinieriui vienas pagrindinių dėsnių yra Omo dėsnis. Kiekvieną dieną darbas specialistui kelia vis naujų iššūkių, o dažnai perdegusiam rezistoriui ar elementų grupei tenka parinkti pakaitalą. Elektrikui dažnai tenka keisti laidus, kad pasirinktų tinkamą, reikia „įvertinti“ apkrovoje esančią srovę, todėl kasdieniame gyvenime tenka naudotis paprasčiausiais fiziniais dėsniais ir santykiais. Omo dėsnio svarba elektrotechnikoje beje kolosali, pagal vieną formulę elektrotechnikos specialybių diplominiai darbai apskaičiuojami 70-90 proc.

Istorinė nuoroda

1826 m., kai vokiečių mokslininkas Georgas Ohmas atrado Ohmo dėsnį. Jis empiriškai nustatė ir apibūdino srovės, įtampos ir laidininko tipo santykio dėsnį. Vėliau paaiškėjo, kad trečiasis komponentas yra ne kas kita, kaip pasipriešinimas. Vėliau šis įstatymas buvo pavadintas atradėjo vardu, tačiau jo vardu buvo pavadintas fizinis dydis, kaip duoklė jo darbui.

Kiekis, kuriuo matuojamas atsparumas, pavadintas Georgo Ohmo vardu. Pavyzdžiui, rezistoriai turi dvi pagrindines charakteristikas: galia vatais ir varža - matavimo vienetas omų, kiloomų, megaomų ir kt.

Omo dėsnis grandinės atkarpai

Norėdami apibūdinti elektros grandinę, kurioje nėra EML, galite naudoti Omo dėsnį grandinės atkarpai. Tai paprasčiausia įrašymo forma. Tai atrodo taip:

Kur I yra srovė, matuojama amperais, U yra įtampa voltais, R yra varža omais.

Ši formulė mums sako, kad srovė yra tiesiogiai proporcinga įtampai ir atvirkščiai proporcinga varžai – tai yra tiksli Ohmo dėsnio formuluotė. Šios formulės fizinė prasmė yra apibūdinti srovės priklausomybę per grandinės atkarpą, kurios varža ir įtampa yra žinoma.

Dėmesio!Ši formulė galioja nuolatinei srovei, ji turi nedidelių skirtumų.

Be ryšio tarp elektrinių dydžių, ši forma rodo, kad srovės ir įtampos grafikas yra tiesinis ir yra įvykdyta funkcijos lygtis:

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

Omo dėsnis grandinės atkarpai naudojamas apskaičiuojant rezistoriaus varžą grandinės atkarpoje arba nustatyti srovę per ją esant žinomai įtampai ir varžai. Pavyzdžiui, mes turime rezistorių R, ​​kurio varža yra 6 omai, jo gnybtuose yra 12 V įtampa Turime išsiaiškinti, kokia srovė tekės per jį. Paskaičiuokime:

I = 12 V / 6 Ohm = 2 A

Idealus laidininkas neturi pasipriešinimo, tačiau dėl medžiagos, iš kurios jis susideda, molekulių struktūros, bet kuris laidus kūnas turi pasipriešinimą. Pavyzdžiui, dėl to namų elektros tinkluose buvo pereita nuo aliuminio prie varinių laidų. Vario savitoji varža (omų 1 metro ilgio) yra mažesnė nei aliuminio. Atitinkamai, variniai laidai įkaista mažiau ir atlaiko dideles sroves, vadinasi, galite naudoti mažesnio skerspjūvio laidą.

Kitas pavyzdys yra tai, kad šildymo prietaisų ir rezistorių spiralės turi didelę varžą, nes yra gaminami iš įvairių didelės varžos metalų, tokių kaip nichromas, kantalas ir kt. Krūvnešiams judant laidininku, jie susiduria su kristalinėje gardelėje esančiomis dalelėmis, ko pasekoje išsiskiria energija šilumos pavidalu ir laidininkas įkaista. Kuo didesnė srovė, tuo daugiau susidūrimų, tuo didesnis įkaitimas.

Norint sumažinti kaitinimą, laidininkas turi būti sutrumpintas arba padidintas jo storis (skerspjūvio plotas). Šią informaciją galima parašyti kaip formulę:

R laidas =ρ (L/S)

Kur ρ yra savitoji varža omų * mm 2 /m, L yra ilgis m, S yra skerspjūvio plotas.

Ohmo dėsnis lygiagrečioms ir nuoseklioms grandinėms

Priklausomai nuo jungties tipo, stebimi skirtingi srovės srauto ir įtampos pasiskirstymo modeliai. Grandinės sekcijai, jungiančiai elementus nuosekliai, įtampa, srovė ir varža nustatomi pagal formulę:

Tai reiškia, kad ta pati srovė teka savavališko skaičiaus nuosekliai sujungtų elementų grandinėje. Šiuo atveju visų elementų įtampa (įtampos kritimų suma) yra lygi maitinimo šaltinio išėjimo įtampai. Kiekvienas elementas atskirai turi savo įtampą ir priklauso nuo konkretaus elemento srovės stiprumo ir varžos:

U el =I*R elementas

Lygiagrečiai sujungtų elementų grandinės sekcijos varža apskaičiuojama pagal formulę:

1/R=1/R1+1/R2

Jei norite mišrios jungties, turite sumažinti grandinę iki lygiavertės formos. Pavyzdžiui, jei vienas rezistorius yra prijungtas prie dviejų lygiagrečiai sujungtų rezistorių, tada pirmiausia apskaičiuokite lygiagrečiai sujungtų varžą. Gausite bendrą dviejų rezistorių varžą ir tereikia ją pridėti prie trečiojo, kuris su jais jungiamas nuosekliai.

Omo dėsnis visai grandinei

Visai grandinei reikalingas maitinimo šaltinis. Idealus maitinimo šaltinis yra įrenginys, turintis vienintelę charakteristiką:

• įtampa, jei ji yra EML šaltinis;
• srovės stiprumas, jei tai yra srovės šaltinis;

Toks maitinimo šaltinis gali tiekti bet kokią galią su nepakitusiais išėjimo parametrais. Tikrame maitinimo šaltinyje taip pat yra tokie parametrai kaip galia ir vidinė varža. Iš esmės vidinė varža yra įsivaizduojamas rezistorius, sumontuotas nuosekliai su EMF šaltiniu.

Omo dėsnio formulė visai grandinei atrodo panašiai, tačiau pridedama IP vidinė varža. Visa grandinė parašyta pagal formulę:

I=ε/(R+r)

Kur ε yra EMF voltais, R yra apkrovos varža, r yra maitinimo šaltinio vidinė varža.

Praktiškai vidinė varža yra omo dalis, o galvaniniams šaltiniams ji žymiai padidėja. Pastebėjote tai, kai dviejų baterijų (naujų ir neveikiančių) įtampa yra vienoda, tačiau viena sukuria reikiamą srovę ir veikia tinkamai, o antrasis neveikia, nes... krenta nuo menkiausios apkrovos.

Omo dėsnis diferencine ir integralia forma

Vienalyčiai grandinės atkarpai aukščiau pateiktos formulės galioja netolygiam laidininkui, jį reikia padalyti į trumpiausius segmentus, kad šiame segmente jo matmenų pokyčiai būtų kuo mažesni. Tai vadinama Omo dėsniu diferencine forma.

Kitaip tariant: srovės tankis yra tiesiogiai proporcingas įtampai ir laidumui be galo mažoje laidininko dalyje.

Integruota forma:

Omo dėsnis kintamajai srovei

Skaičiuojant kintamosios srovės grandines, vietoj varžos sąvokos įvedama „impedanso“ sąvoka. Varža žymima raide Z, ji apima aktyviosios apkrovos varžą R a ir reaktyvumą X (arba R r). Taip yra dėl sinusinės srovės (ir bet kokių kitų formų srovių) formos ir indukcinių elementų parametrų, taip pat dėl ​​komutavimo dėsnių:

1. Srovė grandinėje su induktyvumu negali akimirksniu pasikeisti.
2. Įtampa grandinėje su kondensatoriumi negali pasikeisti akimirksniu.

Taigi, srovė pradeda atsilikti arba sukelti įtampą, o bendra galia yra padalinta į aktyviąją ir reaktyviąją.

X L ir X C yra reaktyvieji apkrovos komponentai.

Šiuo atžvilgiu įvedama vertė cosФ:

Čia – Q – reaktyvioji galia dėl kintamosios srovės ir indukcinių-talpinių komponentų, P – aktyvioji galia (paskirstyta ant aktyviųjų komponentų), S – tariama galia, cosФ – galios koeficientas.

Galbūt pastebėjote, kad formulė ir jos vaizdavimas sutampa su Pitagoro teorema. Tai tikrai tiesa, o kampas Ф priklauso nuo to, kokio dydžio yra apkrovos reaktyvusis komponentas - kuo jis didesnis, tuo didesnis. Praktiškai tai lemia tai, kad realiai tinkle tekanti srovė yra didesnė nei užfiksuojama buitinio skaitiklio, o įmonės moka už visą galią.

Šiuo atveju pasipriešinimas pateikiamas sudėtinga forma:

Čia j yra įsivaizduojamas vienetas, būdingas sudėtingai lygčių formai. Rečiau jis žymimas i, tačiau elektrotechnikoje žymima ir efektyvioji kintamosios srovės vertė, todėl, kad nesusipainiotume, geriau naudoti j.

Įsivaizduojamasis vienetas lygus √-1. Logiška, kad kvadratu nėra tokio skaičiaus, kuris gali duoti neigiamą rezultatą „-1“.

Kaip prisiminti Omo dėsnį

Norėdami prisiminti Ohmo dėsnį, galite įsiminti formuluotę paprastais žodžiais, tokiais kaip:

Kuo didesnė įtampa, tuo didesnė srovė, tuo mažesnė srovė;

Arba naudokite mnemoninius paveikslėlius ir taisykles. Pirmasis yra Ohmo dėsnio pateikimas piramidės pavidalu – trumpai ir aiškiai.

Mnemoninė taisyklė yra supaprastinta sąvokos forma, skirta paprastam ir lengvam suprasti ir studijuoti. Gali būti tiek žodine, tiek grafine forma. Norėdami teisingai rasti reikiamą formulę, pirštu uždenkite norimą kiekį ir gaukite atsakymą sandaugos arba koeficiento forma. Štai kaip tai veikia:

Antrasis yra karikatūrinis vaizdas. Tai parodyta čia: kuo daugiau omų bando, tuo sunkiau praeina amperą, o kuo daugiau voltų, tuo lengviau praeina amperas.

Omo dėsnis yra vienas iš pagrindinių elektros inžinerijoje, be jo žinios, dauguma skaičiavimų yra neįmanomi. O kasdieniame darbe dažnai reikia konvertuoti arba nustatyti srovę pagal varžą. Visai nebūtina suprasti jo kilmę ir visų dydžių kilmę – tačiau reikia įsisavinti galutines formules. Baigdamas norėčiau pažymėti, kad tarp elektrikų yra senas pokštas: „Jei nepažįsti Omo, likite namuose“. Ir jei kiekvienas pokštas turi tiesos grūdą, tai čia šis tiesos grūdas yra 100%. Išstudijuokite teorinius pagrindus, jei norite praktiškai tapti profesionalu, o kiti mūsų svetainės straipsniai jums padės tai padaryti.

Kaip( 0 ) Man nepatinka( 0 )

1826 m. didžiausias vokiečių fizikas Georgas Simonas Ohmas paskelbė savo darbą „Įstatymo, pagal kurį metalai laido kontaktinę elektrą, apibrėžimas“, kuriame pateikia garsiojo įstatymo formuluotę. To meto mokslininkai didžiojo fiziko publikacijas sutiko priešiškai. Ir tik po to, kai kitas mokslininkas Claude'as Poulier eksperimentiškai padarė tokias pačias išvadas, Ohmo dėsnis buvo pripažintas visame pasaulyje.

– fizinis modelis, nustatantis ryšį tarp srovės, įtampos ir laidininko varžos.Jis turi dvi pagrindines formas.

Formulė Omo dėsnis grandinės atkarpai – Srovė yra tiesiogiai proporcinga įtampai ir atvirkščiai proporcinga varžai .

Šis paprastas posakis padeda praktiškai išspręsti daugybę problemų. Kad geriau įsimintų, išspręskime problemą.

1.1 problema

Užduotis paprasta: rasti vario laido varžą ir tada apskaičiuoti srovę pagal Omo dėsnio formulę grandinės atkarpai. Pradėkime.

Formulė Omo dėsnis visai grandinei - srovės stiprumas yra tiesiogiai proporcingas grandinės EMF sumai ir atvirkščiai proporcingas šaltinio ir grandinės varžų sumai, kur E yra emf, R yra grandinės varža, r yra šaltinio vidinė varža.

Čia gali kilti klausimų. Pavyzdžiui, kas yra EMF? Elektrovaros jėga yra fizikinis dydis, apibūdinantis išorinių jėgų darbą EML šaltinyje. Pavyzdžiui, įprastoje AA baterijoje EMF yra cheminė reakcija, dėl kurios krūviai persikelia iš vieno poliaus į kitą. Pats žodis yra elektro vairuoja sako, kad ši jėga judina elektrą, tai yra krūvį.

Kiekvienas turi vidinę varžą r, tai priklauso nuo paties šaltinio parametrų. Taip pat grandinėje yra varža R, kuri priklauso nuo pačios grandinės parametrų.

Omo dėsnio formulė visai grandinei gali būti pateikta kita forma. Būtent: grandinės šaltinio EMF yra lygus šaltinio ir išorinės grandinės įtampos kritimų sumai.

Norėdami konsoliduoti medžiagą, naudodami formulę išspręsime dvi problemasOmo dėsnis visai grandinei.

2.1 problema

Raskite srovės stiprumą grandinėje, jei žinoma, kad grandinės varža yra 11 omų, o prie jos prijungto šaltinio emf yra 12 V, o vidinė varža - 1 Ohm.

Dabar išspręskime sunkesnę problemą.

2.2 problema

EMF šaltinis yra prijungtas prie rezistoriaus, kurio varža yra 10 omų, naudojant 1 m ilgio varinę vielą, kurios skerspjūvio plotas yra 1 mm 2. Raskite srovės stiprumą, žinant, kad šaltinio emf yra 12 V, o vidinė varža yra 1,9825 omo.

Pradėkime.

Omo dėsnis atrodo toks paprastas, kad sunkumai, kuriuos reikėjo įveikti jį nustatant, yra nepastebimi ir pamirštami. Omo dėsnį nėra lengva patikrinti ir jo nereikėtų laikyti akivaizdžia tiesa; Iš tiesų daugeliui medžiagų tai nėra tiesa.

Kokie iš tikrųjų yra šie sunkumai? Ar negalima patikrinti, ką sukelia įtampos stulpelio elementų skaičiaus pokytis, nustatant srovę esant skirtingam elementų skaičiui?

Faktas yra tas, kad kai imame skirtingą elementų skaičių, keičiame visą grandinę, nes papildomi elementai taip pat turi papildomą pasipriešinimą. Todėl reikia rasti būdą, kaip pakeisti įtampą nekeičiant pačios baterijos. Be to, skirtingos srovės vertės šildo laidą iki skirtingų temperatūrų, o šis poveikis taip pat gali turėti įtakos srovės stiprumui. Ohmas (1787-1854) šiuos sunkumus įveikė pasinaudodamas termoelektros fenomenu, kurį 1822 metais atrado Seebeckas (1770-1831).

Reiškinys pastebimas kaitinant sandūrą iš dviejų skirtingų medžiagų: sužadinama nedidelė įtampa, kuri gali sukurti srovę. Seebeckas šį efektą atrado eksperimentuodamas su stibio ir bismuto plokštelėmis ir kaip srovės detektorių panaudojo daug apsisukimų turinčią ritę, kurios viduje buvo įdėtas mažas magnetas. Seebeckas pastebėjo magneto nukrypimą tik tada, kai rankomis suspaudė plokštes ir netrukus suprato, kad efektą sukelia jo rankos karštis. Tada jis pradėjo kaitinti plokštes lempa ir gavo daug didesnį nuokrypį. Seebeckas iki galo nesuprato atrasto efekto ir pavadino jį „magnetine poliarizacija“.

Ohmas panaudojo termoelektrinį efektą kaip elektrovaros šaltinį. Esant pastoviam temperatūrų skirtumui, termoporos įtampa turėtų būti labai stabili, o kadangi srovė yra maža, neturėtų atsirasti pastebimo šildymo. Remdamasis šiais samprotavimais, Ohm pagamino instrumentą, kuris, matyt, turėtų būti laikomas pirmuoju realiu elektros energijos tyrimų prietaisu. Prieš tai buvo naudojami tik neapdoroti instrumentai.

Viršutinė cilindrinė Ohm įrenginio dalis yra srovės detektorius - sukimo balansas, ab ir a" b" - termoelementai, pagaminti iš dviejų varinių laidų, prilituotų prie skersinio bismuto strypo; m ir m" - puodeliai su gyvsidabriu, prie kurių buvo galima prijungti termoporas. Prie puodelių buvo prijungtas laidininkas, kurių galai kiekvieną kartą buvo nulupami prieš panardinant į gyvsidabrį.

Om žinojo medžiagų grynumo svarbą. Jis laikė jungtį a verdančiame vandenyje, o jungtį a įmetė į ledo ir vandens mišinį ir stebėjo galvanometro deformaciją.

Omo tipišką vokišką kruopštumą ir dėmesį detalėms galima supriešinti su beveik berniukišku entuziazmu, kurį Faradėjus demonstravo savo darbuose. Fizikoje reikalingi abu požiūriai: antrasis dažniausiai duoda impulsą nagrinėti klausimą, o pirmasis turi atidžiai jį išstudijuoti ir sukurti griežtą teoriją, pagrįstą tiksliais kiekybiniais rezultatais.

Ohmas kaip laidininkus panaudojo aštuonis įvairaus ilgio varinės vielos gabalus. Iš pradžių jis negalėjo gauti atkuriamų rezultatų, bet po savaitės jis, matyt, pakoregavo instrumentą ir gavo kiekvieno laidininko rodmenų seriją. Šie rodmenys buvo pakabos sriegio posūkio kampai, kuriems esant rodyklė grįžo į nulį. Omas parodė, kad tinkamai parinkus konstantas A ir B, sriegio ilgis x ir posūkio kampas X yra susiję X = (A / B+ z)

Šį ryšį galite iliustruoti nubraižydami x prieš 1/X.

Omas pakartojo savo eksperimentą su žalvario viela ir gavo tą patį rezultatą su skirtinga A reikšme ir ta pačia B verte. Pagal Reaumur (9,4 °C) termoelementų sandūroms jis nustatė 0 ir 7,5 ° C temperatūrą ir nustatė, kad nuokrypiai jis užfiksavo sumažėjo apie 10 kartų.

Taigi, jei darysime prielaidą, kad prietaiso sukuriama įtampa yra proporcinga temperatūrų skirtumui - kaip dabar žinome, tai yra maždaug tiesa - tada paaiškėja, kad srovė yra proporcinga šiai įtampai. Omas taip pat parodė, kad srovė yra atvirkščiai proporcinga tam tikram kiekiui, priklausomai nuo laido ilgio. Ohmas tai pavadino pasipriešinimu, ir reikia manyti, kad dydis B reiškia likusios grandinės varžą.

Taigi Ohmas parodė, kad srovė yra proporcinga įtampai ir atvirkščiai proporcinga grandinės varžai. Tai buvo nepaprastai paprastas sudėtingo eksperimento rezultatas. Bent jau taip mums dabar turėtų atrodyti.

Ohmo amžininkai, ypač jo tautiečiai, manė kitaip: galbūt jiems įtarimą sukėlė Ohmo dėsnio paprastumas. Om susidūrė su sunkumais savo karjeroje ir jam reikėjo; Om ypač slėgė tai, kad jo darbai nebuvo pripažinti. Didžiosios Britanijos, o ypač Karališkosios draugijos nuopelnas, reikia pasakyti, kad Ohmo darbai ten sulaukė pelnyto pripažinimo. Om yra tarp tų didžių vyrų, kurių vardai dažnai randami parašyti mažomis raidėmis: „om“ vardas buvo suteiktas pasipriešinimo vienetui.

G. Linsonas „Didieji fizikos eksperimentai“

Pradedame skelbti medžiagą naujame skyriuje „“, o šiandieniniame straipsnyje kalbėsime apie pagrindines sąvokas, be kurių negalima aptarti nė vieno elektroninio įrenginio ar grandinės. Kaip jūs tikriausiai atspėjote, aš turiu galvoje srovė, įtampa ir varža😉 Be to, neignoruosime dėsnio, nulemiančio šių dydžių santykį, bet neaplenksiu savęs, judėkime palaipsniui.

Taigi pradėkime nuo koncepcijos Įtampa.

Įtampa.

A-prioras Įtampa yra energija (arba darbas), kuri sunaudojama norint perkelti vienetinį teigiamą krūvį iš taško su mažu potencialu į tašką su dideliu potencialu (t. y. pirmasis taškas turi didesnį neigiamą potencialą nei antrasis). Iš fizikos kurso prisimename, kad elektrostatinio lauko potencialas yra skaliarinis dydis, lygus lauke esančio krūvio potencialios energijos ir šio krūvio santykiui. Pažvelkime į nedidelį pavyzdį:

Erdvėje yra pastovus elektrinis laukas, kurio intensyvumas lygus E. Apsvarstykite du taškus, esančius atstumu d vienas nuo kito. Taigi įtampa tarp dviejų taškų yra ne kas kita, kaip potencialų skirtumas šiuose taškuose:

Tuo pačiu metu nepamirškite apie ryšį tarp elektrostatinio lauko stiprumo ir potencialų skirtumo tarp dviejų taškų:

Ir dėl to gauname stresą ir įtampą jungiančią formulę:

Elektronikoje, svarstant įvairias grandines, įtampa vis dar laikoma potencialų skirtumu tarp taškų. Atitinkamai tampa aišku, kad įtampa grandinėje yra sąvoka, susijusi su dviem grandinės taškais. Tai yra, pavyzdžiui, „įtampa rezistoriuje“ nėra visiškai teisinga. Ir jei jie tam tikru momentu kalba apie įtampą, tai reiškia potencialų skirtumą tarp šio taško ir "žemė". Taip sklandžiai priėjome prie kitos svarbiausios elektronikos studijų koncepcijos – koncepcijos "Žemė":) Taigi štai "žemė" elektros grandinėse dažniausiai priimta laikyti nulinio potencialo tašką (tai yra, šio taško potencialas lygus 0).

Pakalbėkime dar keletą žodžių apie vienetus, kurie padeda apibūdinti kiekį Įtampa. Matavimo vienetas yra voltas (V). Žvelgdami į įtampos sąvokos apibrėžimą, galime nesunkiai suprasti, kad reikia perkelti krūvį 1 pakabukas tarp taškų, turinčių potencialų skirtumą 1 voltas, būtina atlikti darbą, lygų 1 džaulis. Su tuo viskas atrodo aišku ir galime judėti toliau 😉

Be to, mes turime dar vieną koncepciją, būtent srovė.

Srovė, srovės stipris grandinėje.

Kas tai elektros?

Pagalvokime, kas atsitiks, jei įelektrintos dalelės, pavyzdžiui, elektronai, pateks į elektrinio lauko įtaką... Apsvarstykite laidininką, kuriam tam tikras Įtampa:

Iš elektrinio lauko stiprumo krypties ( E) galime daryti išvadą, kad title="Rended by QuickLaTeX.com" height="16" width="60" style="vertical-align: -4px;"> (вектор напряженности всегда направлен в сторону уменьшения потенциала). На каждый электрон начинает действовать сила:!}

Kur e yra elektrono krūvis.

O kadangi elektronas yra neigiamo krūvio dalelė, jėgos vektorius bus nukreiptas priešinga lauko stiprumo vektoriaus krypčiai. Taigi, veikiamos jėgos, dalelės kartu su chaotišku judėjimu įgyja ir kryptingą judėjimą (greičio vektorius V paveiksle). Dėl to atsiranda elektros 🙂

Srovė yra tvarkingas įkrautų dalelių judėjimas veikiant elektriniam laukui.

Svarbu tai, kad daroma prielaida, kad srovė teka iš taško, kurio potencialas yra labiau teigiamas, į tašką su neigiamesniu potencialu, net jei elektronas juda priešinga kryptimi.

Ne tik elektronai gali veikti kaip krūvininkai. Pavyzdžiui, elektrolituose ir jonizuotose dujose srovės srautas pirmiausia siejamas su jonų, kurie yra teigiamai įkrautos dalelės, judėjimu. Atitinkamai juos veikiančio jėgos vektoriaus kryptis (o kartu ir greičio vektorius) sutaps su vektoriaus kryptimi E. Ir šiuo atveju nekils prieštaravimų, nes srovė tekės būtent ta kryptimi, kuria dalelės juda :)

Norėdami įvertinti srovę grandinėje, jie sugalvojo tokį kiekį kaip srovės stiprumas. Taigi, srovės stiprumas (aš) yra dydis, apibūdinantis elektros krūvio judėjimo taške greitį. Srovės vienetas yra Amperas. Srovės stipris laidininke yra lygus 1 amperas, jei už 1 sekundė krūvis praeina per laidininko skerspjūvį 1 pakabukas.

Mes jau aptarėme sąvokas srovė ir įtampa, dabar išsiaiškinkime, kaip šie kiekiai yra susiję. Ir tam turime ištirti, kas tai yra laidininko varža.

Laidininko/grandinės varža.

Terminas " pasipriešinimas“ jau kalba už save 😉

Taigi, pasipriešinimas– fizinis dydis, apibūdinantis laidininko savybes trukdyti ( priešintis) elektros srovės pratekėjimas.

Apsvarstykite ilgio varinį laidininką l kurių skerspjūvio plotas lygus S:

Laidininko varža priklauso nuo kelių veiksnių:

Savitasis pasipriešinimas yra lentelės reikšmė.

Formulė, pagal kurią galite apskaičiuoti laidininko varžą, yra tokia:

Mūsų atveju jis bus lygus 0,0175 (omų * kv. mm/m)– vario savitoji varža. Tegul laidininko ilgis yra 0,5 m, o skerspjūvio plotas lygus 0,2 kv. mm. Tada:

Kaip jau supratote iš pavyzdžio, matavimo vienetas yra pasipriešinimas yra Om 😉

SU laidininko varža viskas aišku, laikas pastudijuoti santykius įtampos, srovės ir grandinės varža.

Ir čia mums į pagalbą ateina pagrindinis visos elektronikos dėsnis - Omo dėsnis:

Srovės stipris grandinėje yra tiesiogiai proporcingas įtampai ir atvirkščiai proporcingas atitinkamos grandinės sekcijos varžai.

Panagrinėkime paprasčiausią elektros grandinę:

Pagal Ohmo dėsnį įtampa ir srovė grandinėje yra susijusios taip:

Tegul įtampa yra 10 V, o grandinės varža - 200 omų. Tada srovė grandinėje apskaičiuojama taip:

Kaip matote, viskas nėra sunku :)

Galbūt čia baigsime šiandienos straipsnį, dėkojame už dėmesį ir iki greito pasimatymo! 🙂