Vraťme se znovu na OBR. 7.1. Zde je uzavřený vodivý řetězec. Na pozemku řetězů 1- ale-2 Hnutí nosičů nabíjení dochází pod působením pouze elektrostatického výkonu \u003d q.. Taková místa se nazývají jednotný.

Zcela odlišné věci jsou v sekci obvodu 2- b.-jeden. Zde jsou poplatky nejen elektrostatický, ale i síla třetích stran. Plná síla zjistíme tím, že se skládáme tyto dva:

.

Pozemek uzavřeného obrysu, kde spolu s elektrostatickou silou, síly třetích stran, nazvaný nehomogenní.

Může být ukázáno, že na homogenní části řetězce je průměrná míra směrového pohybu nosičů náboje úměrná výkonu působícímu na ně. Chcete-li to udělat, stačí porovnat vzorce získané v poslední přednášce: =
(6.3) a =(6.13).

Proporcionalita rychlosti je pevnost a stávající hustota - napětí bude pokračovat v případě nehomogenního úseku řetězu. Ale teď je síla pole se rovná součtu napětí elektrostatického pole a pole třetích stran
:

. (7.5)

Jedná se o ředitelskou rovnici OHM v místní diferenciální podobě nehomogenníplot řetězec.

Nyní se obrátme na zákon Ohm pro nehomogenní část řetězu v integrální podobě.

Zvýrazňujeme dva blízké sekce  S.spiknutí dl.trubky proud (obr. 7.3.). Odolnost vůči této oblasti:

,

a proudová hustota může být spojena s proudem:

.

Obr. 7.3.

Tyto dva výrazy se používají v rovnici (7.5) sprobingem pre-na aktuální linii:

Integrace poslední rovnice v nehomogenním oddílu 1-2, získáme:

.

Složení IR 1-2 =U.- napětí v oddílu 1-2;

první integrální správně =\u003d  1- 2 - potenciální rozdíl na koncích lokality;

druhý integrál =\u003d  1-2 - EDS. Zdroj.

S ohledem na to vše zaznamenává konečný výsledek ve formuláři:

. (7.6)

to oHM zákon pro nehomogenní část řetězce v integrované formě. Všimněte si, že napětí na nehomogenním části řetězu U.se neshoduje s rozdílem v potenciálech na svých koncích ( 1- 2):

IR 1-2 =U. 1-2 = ( 1 – 2) + 1-2 . (7.7)

Tyto dvě hodnoty jsou stejné pouze v případě homogenní oblasti, kde chybí současné zdroje a  1-2 \u003d 0. Pak:

U. 1-2 = 1 – 2 .

Pro uzavřenou smyčku je právnická rovnice OHMA (7.6) poněkud upravena, protože potenciální rozdíl v tomto případě je nula:

. (7.8)

V zákoně OHM pro uzavřený řetěz (7.8) R. - plný odpor kontury, skládání z vnějšího odporu řetězu R. 0 a interní zdrojový odpor r.:

R.=R. 0 +r..

1. Kirchhoff pravidla

Trvalé současné zákony zvažované USA umožňují vypočítat proudy ve složitých rozvětvených elektrických obvodech. Tyto výpočty jsou zjednodušeny, pokud používáte pravidla Kirchhoff.

Pravidla Kirchhoffu Dva : Toko pravidloa pravidlo napětí.

Aktuální pravidlo se týká uzlů obvodů, tj. K takovým bodům obvodu, kde ne méně než tři vodiče jsou sbíhány (obr. 7.4.). Pravidlo proudů zní: algebraické množství proudů v uzlu je nula:

. (7.9)

Obr. 7.4.

Při kompilaci odpovídající rovnice jsou proudy tekoucí do uzlu odebrány s nápisem plus a opouští ji - s minus znamení. Takže pro uzel ALE(Obr. 7.3.) Můžete psát:

I. I. 1 –I. I. 2 –I. I. 3 +I. I. 4 –I. I. 5 = 0.

Toto první pravidlo kirchhoff je důsledkem rovnice kontinuity (viz (6.7)) nebo zákon zachování elektrického náboje.

Pravidlo napětívztahuje se na jakýkoliv uzavřený obrys rozvětveného řetězce.

Zvýrazňujeme například v rozvětveném řetězci uzavřeným prvkem 1-2-3-1 (obr. 7.5.). Libovolně označen v větvích směru I. I. 1 ,I. I. 2 ,I. I. 3. Pro každou pobočku zaznamenávám rovnici OHM zákona pro nehomogenní část řetězce:

Spiknutí.
.

Tady R. 1 ,R. 2 ,R. 3 -Úplnýodolnost vůči odpovídajícím větvům. Po vytvoření těchto rovnic získáme vzorec druhého pravidla Kirchhoffa:

I. I. 1 R. 1 –I. I. 2 R. 2 –I. I. 3 R. 3 = 1 + 2 – 3 – 4 + 5 .

Pravidlo napětí je formulováno následujícím způsobem: v jakémkoliv uzavřeném okruhu, algebraické množství kapek napětí se rovná algebraickým množstvím EDS, nalezené v tomto obvodu:

. (7.10)

Obr. 7.5.

Při přípravě rovnice (7.10) je druhým pravidlem Kirchhoffu nastaveno směrem obtoku: v našem příkladu - ve směru hodinových ručiček. Proudy se shodují se směrem bypassu, přičemž znamení plus ( I. I. 1), proudy opačného směru - s minus znamení (- I. I. 2 , –I. I. 3).

E.D.S. Zdroj je odebrán s znaménkem plus, pokud vytvoří proud, který se shoduje se směrem bypassu (+  1, +  2, +  5). Jinak, E.D.S. Negativní (-3 3, - 4).

Jako příklad, Kirchhoff pravidla rovnice pro specifický elektrický obvod - můstek pro měření pšenice (obr. 7.6). Můstek tvoří čtyři rezistory R. 1 ,R. 2 ,R. 3 ,R. čtyři. V bodech A.a B.napájení je připojen k můstku (, r.) a v diagonále Bd. - měření galvanometru s odporem R. G.

Obr. 7.6.

Ve všech větvech systému svévolněoznačují směr proudů I. I. 1 ,I. I. 2 , I. I. 3 , I. I. 4 , I. I. G, I. I.  .

V diagramu čtyři uzly: body A.,B.,C.,D.. Pro tři z nich budou rovnicí prvního pravidla Kirchhoffa - stávající pravidla:

směřovat ALE: I. I.  – I. I. 1 – I. I. 4 = 0; (1)

směřovat B.: I. I. 1 – I. I. 2 – I. I. g \u003d 0; (2)

směřovat D.: I. I. 4 + I. I. G - I. I. 3 = 0. (3)

Pro tři obrysy obvodu Abda.,Bcdb.a ADC.A.aktivujte rovnici druhého pravidla Kirchhoffu. Ve všech obvodech směr řízení ve směru hodinových ručiček.

Abda.: I. I. 1 R. 1 + I. I. G. R. G - I. I. 4 R. 4 = 0; (4)

Bcdb.: I. I. 2 R. 2 – I. I. 3 R. 3 – I. I. G. R. G \u003d 0; (Pět)

ADC.A.: I. I. 4 R. 4 + I. I. 3 R. 3 + I. I.  r. = . (6)

Dostali jsme tedy systém šesti rovnic, řešení všech šesti neznámých proudů.

Ale častěji Whitstone Bridge se používá k měření neznámého odporu R. x.  R. jeden . V tomto případě, rezistory R. 2 ,R. 3 I. R. 4 - proměnné. Změna jejich odporu, což zajišťuje, že proud v měřicí diagonální mostu se ukázalo být nula I. I. G \u003d 0. To znamená, že:

I. I. 1 =I. I. 2 cm (1),

I. I. 3 =I. I. 4 cm (3),

I. I. 1 R. 1 = I. I. 4 R. 4 cm (4),

I. I. 2 R. 2 = I. I. 3 R. 3 cm (5).

Tyto zjednodušující okolnosti jsme dospěli k závěru, že:

,

.

Je úžasné, že určit neznámý odpor, musíte znát pouze odpor mostních odporů R. 2 ,R. 3 I. R. čtyři. E.D.S. Zdroj, jeho vnitřní odpor, stejně jako odpor galvanometru v tomto měření nehraje žádnou roli.

Často najde použití při práci s elektřinou. Díky vzoru nalezené německým fyzikem Georg Omom, dnes můžeme spočítat hodnotu proudu proudícího v drátu nebo potřebné tloušťky drátu pro připojení k síti.

Historie Otevírání

Budoucí vědec se zajímal o malé roky. Strávil mnoho testů spojených s. Vzhledem k nedokonalosti měřicích přístrojů v té době byly první výsledky výzkumu chybné a zabránily dalšímu rozvoji problematiky. Georg zveřejnil první vědeckou práci, která popsala možné spojení mezi napětím a proudem. Následná práce potvrdila předpoklady a OM formuloval jeho slavný zákon. Všechny práce byly provedeny na zprávu z roku 1826, ale vědecká komunita si nevšimla díla mladé fyziky.

O pět let později, když se slavný francouzský vědec přišel ke stejnému závěru, Georg Omar udělil Medaile Coplis, za to, že by velký příspěvek k rozvoji fyziky jako vědy.

Dnes je OHM zákon používán celosvětově uznaný skutečným právem přírody. .

Detailní popis

Georgův zákon ukazuje hodnotu elektřiny specifická síťMít závislost na odolnosti proti zatížení a vnitřním napájecím prvkům. Zvažte to podrobně.

Podmíněné zařízení pomocí elektřiny (například zvukový reproduktor), když je připojen ke zdroji napájení, tvoří uzavřený obvod (obrázek 1). Připojte reproduktor k baterii. Proudový palec prostřednictvím reproduktoru by měl být také prostřednictvím napájení. Průtok nabitých částic bude podporovat odolnost drátu a vnitřní elektroniky zařízení, jakož i odolnost baterie (elektrolyt uvnitř může mít určitý účinek na elektrický proud). Na základě toho je hodnota odporu uzavřené sítě vyrobena z odolnosti:

• Zdroj energie;
• Elektrické zařízení.

Připojení podmíněného elektrického přístroje (reproduktoru) na zdroj napájení (auto baterie)

První parametr se nazývá interní, druhá externí odpor. Proti zdroji elektřiny je označeno symbolem R.

Představte si, že v síti přechází napájecí / elektrické zařízení určitým proudem T. Pro zachování stabilní hodnoty externí sítě externí sítě v souladu se zákonem by měl být pozorován potenciální rozdíl v jeho konci, což je rovnocenný rozdíl na r * t. Proud stejné velikosti prochází uvnitř řetězu. V důsledku toho zachování konstantní hodnoty elektřiny uvnitř sítě vyžaduje potenciální rozdíl na konci odolnosti R. Podle zákona by mělo být t * r. Při úspoře stabilní proud V síti je hodnota elektromotivní síly:

E \u003d t * r + t * r

Z výšepisu vyplývá, že EDC se rovná množství kapek napětí ve vnitřní a externí síti. Pokud vezmete hodnotu t pro závorky, dostaneme:

E \u003d.T (R + R)

T \u003d e / (r + r)

Příklady úkolů aplikovat zákon pro připojenou síť

1) Zdroj EDC 15 V a odpor 2 OHMS je připojen k odporu 5 ohmů. Úkolem je vypočítat proud a napětí na klipech.

Výpočet

• Představte si OHM zákon pro připojenou síť: T \u003d E / (R + R).
• Snížení napětí je vypočteno vzorcem: U \u003d E-tr \u003d ER / (R + R).
• Existující hodnoty nahrazujeme ve vzorci: t \u003d (15 v) / ((5 + 2) ohm) \u003d 2,1 a, u \u003d (15 v * 5 ohm) / (5 + 1) om \u003d 12,5 v

Odpověď: 2.1 A, 12.5 V.

2) Při připojování k elektrolytickým prvkům odporu s odporem 30 ohmů bylo proud v síti odebráno při 1,5 A, a když proud stejného prvku byl spojen s odporem 15 ohmů, proudová síla byla 2,5 a . Problém je zjistit hodnotu EDS a vnitřní odpor řetězu z elektrolytických prvků.

Výpočet

• Píšeme zákon Georg OMA pro připojenou síť: t \u003d e / (r + r).
• Z toho vydáme vzorec pro vnitřní a vnější odolnost: E \u003d T_1 R_1 + T_1 R, E \u003d T_2 R_2 + T 2R.
• Vyrovnáváme části vzorce a vypočítáme vnitřní odpor: R \u003d (T_1 R_1-T_2 R_2) / (T_2-T_1).
• Získané hodnoty nahradí v zákoně: e \u003d (T_1 T_2 (R_2-R_1)) / (T_2-T_1).
• Vyjmout výpočty: R \u003d (1,5 a ∙ 30 ohm-2,5a ∙ 15 ohmů) / (2,5-1,5) A \u003d 7,5 ohm, e \u003d (1,5 a ∙ 2.5a (30-15) OM) / ((2.5- 1.5) a) \u003d 56 V.

Odpověď: 7.5 Ohm, 56 V.

Rozsah použití OHM zákon pro uzavřený řetězec

OHMA Law je univerzální elektrikář nástroj. Umožňuje správně vypočítat proud pevnost a napětí v síti. Princip fungování některých zařízení je OHM zákon. Zejména pojistky.

Zkratový obvod - náhodné uzavření dvou částí sítě, které nejsou poskytovány konstrukcí zařízení a vedoucí k chybám. Chcete-li zabránit takovým událostem, použijte speciální zařízení, která vypne síťový výkon.

Pokud dojde k náhodnému uzavření velkého obvodu přetížení, přístroj automaticky přestane tekoucí proud.

Omar zákon B. tento případ To najde místo na sekci DC obvodu. V úplném schématu procesů může být mnohem více. Mělo by být provedeno mnoho akcí ve výstavbě elektrické sítě nebo opravy, s přihlédnutím k zákonu George OMA.

Pro dokončení poměru současných parametrů v vodičích jsou uvedeny vzorce:

Komplexnější vyjádření zákona pro praktickou aplikaci:

Odpor je reprezentován poměrem napětí na pevnost proudu v řetězci. Pokud je napětí zvýšeno v n krát, aktuální hodnota se také zvýší v n krát.

Ne méně známé v elektrotechnická díla Gustav Kigoff. Jeho pravidla najdou aplikace v výpočtech rozvětvených sítí. Základem těchto pravidel leží.

Řízení vědce nalezeno použití ve vynálezu mnoha každodenních věcí, jako jsou žárovky a elektrické kamny. Mnoho moderních úspěchů v elektronice je povinna zjistit 1825.

to znamená napětí mezi póly zdroje

současný proud závisí na EMF a práci síly třetích stran na pohybu jediného náboje z jednoho pólu zdroje do druhého.

2. Slovo a zapište si OHM zákon pro uzavřený řetězec

Výkon proudu v uzavřeném elektrickém obvodu je úměrné zdrojovému EMF a nepřímo úměrný odolnosti řetězu.

3. Jaký je rozdíl v nadcházejícím a dohodnutém začlenění důsledně připojených proudových zdrojů?

Říká se, že 2. zdroj je zahrnut do první, pokud oni, pracují sami, vytvářejí proudy, které jedou v jednom směru. Třetí zdroj je nesprávný s prvními, pokud jsou proudy vytvořené, jsou směrovány stejně.

4. Slovo OHMA zákon pro uzavřený řetěz s několika postupně připojenými proudovými zdroji. Přinést vzorec tohoto zákona.

Síla proudu v uzavřeném elektrickém obvodu s postupně připojenými proudovými zdroji je přímo úměrná součtu.

EMF a inverzně úměrný odporu řetězu.

5. Jak určit směr proudu v uzavřeném obvodu s několika postupně připojenými proudovými zdroji?

Pokud

Že proud teče ve směru hodinových ručiček. V opačném případě - proti směru hodinových ručiček.

Zvážit simple System. vodiče obsahující proudový zdroj (obr. III.29). Předpokládejme, že v zařízení spotřebovávající elektrickou energii bude nutné udržovat určitou sílu proudu a elektrony se musí pohybovat ve směru označeném šipkami. Je zřejmé, že při přenosu elektronů se společným nábojem, rovnocenné - elektrické síly působící na elektrony ve směru, budou pozitivní práce, které podle vzorce (1,42) závisí pouze na potenciálech počátečního a koncového bodu přenosové cesty a rovné

Aby bylo možné zachovat potenciály trvalé, musí současný zdroj nepřetržitě pohybovat elektrony z bodu 1 do bodu 2. Současně je nutné překonat přitažlivost elektronů na pozitivně nabitý bod 1 a odpojení z negativně nabité Bod 2, tj. Pro překonání elektrostatického výkonu ke zdroji od bodu 2 k bodu 1. Proudový zdroj musí být aplikován na elektrony směrové síle směrem proti elektrostatické síly

podmíněné střety mezi elektrony a atomy proudu. S těmito kolizemi je část kinetické energie objednaného pohybu elektronů ztracena, a proto za účelem udržení konstantní rychlosti tohoto pohybu musí současný zdroj kompenzovat výše uvedenou energetickou ztrátu v rámci samotného zdroje.

Kompletní operace prováděná síly třetích stran uvnitř současného zdroje, když je náboj přenesen z bodu 1 do bodu 2, rovný množstvím: 1) pracuje proti elektrostatickým silám působícím v rámci současného zdroje a 2) ztrátou elektronové energie Během jejich průchodu proudovým zdrojem:

Tento poměr vyjadřuje zákon zachování energie. Je zřejmé, že práce tělesné síly se rovná práce prováděné elektrostatickými silami mimo zdroj proudu. To znamená, že současný zdroj je také zdrojem energie nebo prací, která je zvýrazněna pohyblivými poplatky v externí části řetězce, aby se zachoval potenciál konstantní, musí současný zdroj průběžně provádět práci, která kompenzuje ztrátu energie V externím řetězci

Pro odhad energetické ztráty elektronů, když se pohybují uvnitř zdroje samotného proudu, je nutné znát jeho elektrickou odolnost, pak podle vzorce (2,13),

Kompletní práce síly třetích stran na základě zákona o ochraně energie (viz vzorec (2.19))

Poměr práce prováděných sil třetích stran v rámci současného zdroje, pokud je nabíjení přesunuto do velikosti tohoto náboje, se nazývá elektromotorická síla (er d.) Tohoto proudu zdroje a je indikována:

Na základě zákona o OHM pro sekci řetězu

Tento vzorec vyjadřuje OHM zákon pro uzavřený obrys, podle kterých proudí konstantní proud. Volání poklesu napětí do vnějších částí řetězu a napětí klesne uvnitř proudu, lze vyjádřit zákon vyjádřit jinak:

elektromotorická síla působící v uzavřeném řetězci se rovná množství napětí kapky v tomto řetězci.

Každá druhá práce prováděná současným zdrojem, tj. Jejím moci,

Tato práce se rovná energie, která byla přidělena každou sekundu na všech odolných vůči řetězci.

Pokud se současný zdroj není uzavřen, pak objednaný pohyb poplatků nedochází přes něj a chybí ztráta energie uvnitř aktuálního zdroje. Síla třetích stran může způsobit pouze poplatky za poplatky na pólech současného zdroje. Tato akumulace se zastaví, když se objeví elektrické pole uvnitř zdroje mezi jeho póly, ve kterém se elektrostatická síla provádí rovna pevnosti třetích stran, tj. Potenciální rozdíl mezi póly otevřeného zdroje proudu může být vypočítán vzorcem (1,39) :

integrace může být navíc provedena podél jakékoli linie spojující fondy současného zdroje. Nahradit (zkušební poplatek, jako obvykle, dal pozitivní) a nahradit

Nicméně, tam je práce prováděná síly třetích stran proti elektrostatickým silám při přenosu náboje od bodu 2, aby se podle výše uvedené definice er. d. s.

Elektromotorická pevnost proudu zdroje je tedy rovna potenciálnímu rozdílu na pólech v otevřeném stavu. Pokud je aktuální zdroj uzavřen externí řetěz, pak podle vzorce (2.22) bude potenciální rozdíl mezi jeho póly menší než er. d. s. Množství napětí klesne uvnitř samotného zdroje:

Předpokládejme, že v elektrickém obvodu (obr. II 1.30) existují dva zdroje proudu, které mohou být zahrnuty takovým způsobem, že třetí strany síly v nich působí v jednom nebo v opačném směru (b) směru. V prvním případě jednající síly třetích stran v obou zdrojích ve směru obvinění z poplatků a pozitivní práce Obecná práce tyto síly a pak působí v obrysu e. d. s.

Energie uvolněná v obrysu se rovná součtu práce prováděných oběma zdroji.

Ve druhém případě (b) ve zdroji I, třetích stran síly ve směru pohybu poplatků a pozitivní práce; Ve zdroji II jsou silné stránky třetích stran zaměřeny proti pohybu poplatků a provést negativní práci. Celková práce síly třetích stran v obvodu a generála ER. d. s. V obrysu

OHMA zákon pro uzavřený okruh ukazuje - aktuální hodnota v reálném řetězci závisí nejen na odolnost proti zatížení, ale také od odporu zdroje.

Formulace zákona OMA pro uzavřený okruh zvuky následujícím způsobem: Aktuální hodnota v uzavřeném řetězci sestávající z proudu zdroje s vnitřním a vnějším zatížením odolnosti se rovná poměru zdrojové síly elektromotoru k součtu vnitřní a vnějšího odporu .

Poprvé byla aktuální závislost na odporu experimentálně stanovena a popsána Georgem OMOM v roce 1826.

Vzorec zákona OHM pro uzavřený okruh je napsán v následujícím formuláři:

• I [a] - síla proudu v řetězci,
• ε [in] - zdroj napětí EMF,
• R [om] - odolnost vůči všem externí prvky řetězy
• r [OM] - Odolnost vůči vnitřním napětí

Fyzický význam zákona

Vytvořil spotřebitele elektrický proud Spolu s proudovým zdrojem tvoří uzavřený elektrický obvod. Proud procházející spotřebitelem prochází proudovým zdrojem, a tedy proud s výjimkou odporu vodiče je odporem samotného zdroje. Celkový odpor uzavřeného řetězce se tak skládá z odolnosti spotřebiče a odolnost zdroje.

Fyzický pocit současné závislosti z EMF zdroje a odolnosti řetězce je, že čím více EDC, tím větší je energie nosičů nábojů, což znamená větší rychlost jejich objednaného pohybu. S nárůstem odporu obvodu, energie a rychlost pohybu nábojových nosičů je proto snížena hodnota proudu.

Závislost lze zobrazit na zkušenostech. Zvažte řetěz sestávající ze zdroje, rheostatu a ampérmetru. Po zapnutí okruhu je proud pozorován podle ampérmetru, pohybující se posuvník romotika, uvidíme, že při změně externího odporu se proud změní.

Příklady cílů pro aplikaci zákona o OHM pro uzavřený řetězec

Ke zdroji EDC 10 V a vnitřní odpor 1 Ohm je připojen k odporu, který 4 ohmů. Najít aktuální sílu v řetězcích a napětí na zdrojových klipech.

Při připojení k baterii elektroplatních prvků odporu odporu 20 Ω byl proud v obvodu 1 A, a když byl odpor připojen, proud pevnost byla 1,5 A. Najděte EMF a vnitřní odpor baterie.