Gyere vissza újra az 1. ábrán. 7.1. Itt van egy zárt vezetőképes lánc. A láncok körében 1- de-2 A töltési hordozók mozgása csak elektrosztatikus teljesítmény alatt történik \u003d q.. Az ilyen helyszíneket hívják egyenruha.

Egy teljesen más dolgok a 2- b.-egy. Itt a díjak nem csak elektrosztatikus, hanem harmadik fél teljesítmény is. Teljes erő a kettő összecsukásával találjuk meg:

.

A zárt kontúr cselekménye, ahol az elektrosztatikus hatalommal együtt, harmadik féltől származó hatalmi cselekedetek, inhomogén.

Megmutatható, hogy a lánc homogén szakaszán a töltőhordozók átlagos irányának átlagos sebessége arányos a rájuk járó hatalommal. Ehhez elegendő az utolsó előadásban kapott formulák összehasonlítása: =
(6.3) és =(6.13).

A sebesség arányossága az erősség, és az aktuális sűrűség-feszültség folytatódik a lánc inhomogén szakasza esetén. De most a mező ereje megegyezik az elektrosztatikus mező feszültségének összegével és harmadik fél mezők
:

. (7.5)

Ez az OHM törvény egyenlet egy helyi differenciálformában inhomogéntelek lánc.

Most forduljunk az ohm törvényéhez a lánc inhomogén részéhez az integrált formában.

Kiemeljük két közeli szakasz  S.cselekmény dltubes áram (7.3. Ábra). Ellenállás ezen a területen:

,

És az aktuális sűrűség társítható az aktuális:

.

Ábra. 7.3.

Ezeket a két kifejezést az egyenletben (7.5) használják az aktuális vonal előzetesen történő forgatásával:

Az utolsó egyenlet integrálása az inhomogén szakaszban 1-2.

.

Fogalmazás IR 1-2 =U.- Az 1-2. Szakaszban feszültség;

első integrált jog =\u003d  1 - 2 - a potenciális különbség a hely végén;

második integrált =\u003d  1-2 - eds. Jelenlegi forrás.

Mindezek figyelembevételével a végeredményt az űrlapon rögzítjük:

. (7.6)

azt ohm törvény a lánc inhomogén részére integrált formában. Ne feledje, hogy a lánc inhomogén szakaszának feszültsége U.nem egyezik meg a végein lévő potenciálok közötti különbséggel ( 1 - 2):

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

Ez a két érték csak egy homogén terület esetében egyenlő, ahol az aktuális források hiányoznak és  1-2 \u003d 0. akkor:

U. 1-2 = 1 – 2 .

A zárt hurok esetében az OHMA törvényi egyenlete (7.6) némileg módosul, mivel ebben az esetben a potenciális különbség nulla:

. (7.8)

Az OHM törvényében zárt láncra (7.8) R. - teljes kontúrállóság, összecsukható a lánc külső ellenállásából R. 0 és belső forrásállóság r.:

R.=R. 0 +r..

1. Kirchhoff szabályok

Az általunk megfontolt állandó jelenlegi törvények lehetővé teszik az áramok számítását komplex elágazó áramkörökben. Ezek a számítások egyszerűsödnek, ha Kirchhoff szabályokat használnak.

Kirchhoff két szabályai : Toko szabályés feszültségszabály.

Az aktuális szabály az áramköri csomópontokra vonatkozik, azaz az áramkör ilyen pontjaira, ahol nem kevesebb, mint három vezeték konvergálva van (7.4. Ábra). Az áramszabályok szabálya: A csomópontban lévő áramok algebrai mennyisége nulla:

. (7.9)

Ábra. 7.4.

A megfelelő egyenlet összeállításakor a csomópontba áramló áramok egy plusz jelzéssel vannak ellátva, és elhagyják - mínusz jelzéssel. Tehát a csomópontra DE(7.3. Ábra) írhat:

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

Ez az első Kirchhoff szabály a folytonossági egyenlet következménye (lásd (6.7)) vagy az elektromos töltés megőrzésének törvényét.

Feszültségszabályaz elágazó lánc zárt kontúrjára utal.

Kiemeljük például egy elágazó lánccal, 1-2-3-1 zárt elemet (7.5. Ábra). Önkényesen az áram irányának ágaiban jelölték ÉN. 1 ,ÉN. 2 ,ÉN. 3. Minden ág esetében rögzítem az OHM törvény egyenletét a lánc inhomogén részére:

Cselekmény
.

Itt R. 1 ,R. 2 ,R. 3 -teljesellenáll a megfelelő ágaknak. Ezen egyenletek létrehozása után megkapjuk a Kirchhoff második szabályának képletét:

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

A feszültségszabályt az alábbiak szerint fogalmazzák meg: bármilyen zárt áramkörben az algebrai mennyiségű feszültségcseppek megegyeznek az ebben az áramkörben található EDS algebrai mennyiségével:

. (7.10)

Ábra. 7.5.

A (7.10) egyenlet előkészítésében a Kirchhoff második szabályát a bypass iránya határozza meg: példánkban az óramutató járásával megegyező irányban. Az árfolyamok egybeesnek a bypass irányával, vegyen egy plusz jelet ( ÉN. 1), az ellenkező irányú áramlatok - mínusz jelzéssel (- ÉN. 2 , –ÉN. 3).

E.D.S. A forrás egy plusz jelzéssel történik, ha olyan áramot hoz létre, amely egybeesik a bypass (+  1, +  2, +  5) irányával. Ellenkező esetben E.D.S. Negatív (-3 3, - 4).

Példaként, a Kirchhoff szabályok egyenlet egy adott elektromos áramkör - Wheatstone mérő híd (ábra. 7.6). Híd négy ellenállás R. 1 ,R. 2 ,R. 3 ,R. Négy. Pontokon A.és B.a tápegység csatlakozik a hídhoz (, r.), és az átlós Bd. - Galvanométer mérése ellenállással R. g.

Ábra. 7.6.

A rendszer minden ágában önkényesenaz áramok irányát jelöli ÉN. 1 ,ÉN. 2 , ÉN. 3 , ÉN. 4 , ÉN. g, ÉN.  .

A diagramban négy csomópont: pontok A.,B.,C.,D.. Három közülük a Kirchhoff első szabályának egyenletét fogják tenni - a jelenlegi szabályok:

pont DE: ÉN.  – ÉN. 1 – ÉN. 4 = 0; (1)

pont B.: ÉN. 1 – ÉN. 2 – ÉN. g \u003d 0; (2)

pont D.: ÉN. 4 + ÉN. G - ÉN. 3 = 0. (3)

Három áramköri kontúrra Abda,Bcdb.és ADC.A.aktiválja a Kirchhoff második szabályának egyenletét. Minden áramkörben az óramutató járásával megegyező irányítás irányítása.

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

Bcdb.: ÉN. 2 R. 2 – ÉN. 3 R. 3 – ÉN. G. R. g \u003d 0; (öt)

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

Így megkaptuk a hat egyenletrendszert, és megoldottuk mind a hat ismeretlen áramot.

De gyakrabban a Whitstone-híd az ismeretlen ellenállás mérésére szolgál R. x.  R. Egy. Ebben az esetben ellenállások R. 2 ,R. 3 I. R. 4 - Változók. Ellenállásuk megváltoztatása, annak biztosítása, hogy a híd mérési átlós áramának száma nulla legyen ÉN. G \u003d 0. Ez azt jelenti, hogy:

ÉN. 1 =ÉN. 2 cm (1),

ÉN. 3 =ÉN. 4 cm (3),

ÉN. 1 R. 1 = ÉN. 4 R. 4 cm (4),

ÉN. 2 R. 2 = ÉN. 3 R. 3 cm (5).

Ezen egyszerűsítő körülmények miatt következtetünk, hogy:

,

.

Csodálatos, hogy az ismeretlen ellenállás meghatározásához csak a hídellenállások ellenállása szükséges R. 2 ,R. 3 I. R. Négy. E.D.S. A forrás, belső ellenállása, valamint a galvanométer ellenállása ebben a mérésben nem játszik szerepet.

gyakran megtalálja a villamos energiával való munkát. Hála a mintát talált a német fizikus Georg Omom, ma lehet számítani az értékét az áram a vezetékben vagy a szükséges vezeték vastagsága a hálózathoz való csatlakozás.

Történelem megnyitása

A jövőbeli tudósok érdeklődtek a kis években. Sok tesztet töltött. Az adott időpontok mérőeszközeinek tökéletlensége miatt az első kutatási eredmények tévesek voltak és megakadályozták a probléma továbbfejlesztését. Georg megjelentette az első tudományos munkát, amely leírta a feszültség és az áram közötti lehetséges kapcsolatot. A következő művek megerősítették a feltevéseket, és Om megfogalmazta híres törvényét. Minden munkálat 1826-ban történt, de a tudományos közösség nem vette észre a fiatal fizika munkáit.

Öt évvel később, amikor a híres francia tudós jött ugyanerre a következtetésre, Georg Omar elnyerte a Coplis érem készítéséhez nagy mértékben hozzájárul a fejlesztési fizika tudomány.

Napjainkban az ohm-törvényt a természet igazi törvénye által elismert világszerte használják. .

Részletes leírás

Georg törvénye mutatja a villamos energia értékét egy adott hálózata terhelés és a belső tápegység ellenállásának függése. Tekintsük ezt részletesen.

Feltételes eszköz villamos energiával (például hangszóró), ha áramforráshoz csatlakozik, zárt áramkört képez (1. ábra). Csatlakoztassa a hangszórót az akkumulátorhoz. Az aktuális hüvelykujj a hangszórón keresztül is a tápegységen keresztül kell lennie. A töltött részecskék áramlása ösztönzi a készülék vezetékes és belső elektronikájának ellenállását, valamint az akkumulátor ellenállását (az elektrolit belsejében lévő elektrolitnak van egy bizonyos hatása az elektromos áramra). Ennek alapján a zárt hálózat ellenállási értéke ellenállás:

• Áramforrás;
• Elektromos eszköz.

Feltételes elektromos készülék csatlakoztatása (hangszóró) egy áramforráshoz (autó akkumulátor)

Az első paramétert belső, második - külső ellenállásnak nevezik. A villamosenergiaforrás elleni küzdelem R szimbólummal van jelölve.

Képzeld el, hogy a hálózaton a tápegység / elektromos eszköz egy bizonyos aktuális T-t adja át. A külső hálózat külső hálózatának stabil értékének megőrzése a törvénynek megfelelően a lehetséges különbséget kell betartani a végein, ami egyenlő r * t. Az azonos méretű áram a lánc belsejében halad. Ennek következtében a hálózaton belüli villamosenergia folyamatos értékének megőrzése potenciális különbséget igényel az R ellenállás végén. A törvény szerint t * r. A mentéskor stabil áram A hálózaton az elektromotoros erő értéke:

E \u003d t * r + t * r

A képletből következik, hogy az EDC megegyezik a belső és külső hálózat feszültségcsökkenésének mennyiségével. Ha t értéket kap a zárójelben, kapunk:

E \u003d.T (R + r)

T \u003d e / (r + r)

Példák a kapcsolódó hálózatra vonatkozó törvény alkalmazására

1) Az EDC 15 V-os forrása és a 2 ohm ellenállása az 5 ohm ellenállásához kapcsolódik. A feladat az aktuális és feszültség kiszámítása a klipeknél.

Számítás

• Képzeld el az OHM törvény a csatlakoztatott hálózathoz: t \u003d e / (R + R).
• A feszültség csökkenését a következő képlet alapján számítjuk ki: U \u003d E-TR \u003d ER / (R + R).
• A képletben meglévő értékeket helyettesítjük: T \u003d (15 V) / ((5 + 2) OHM) \u003d 2,1 A, U \u003d (15 V * 5 ohm) / (5 + 1) OM \u003d 12,5 V

Válasz: 2.1 A, 12,5 V.

2) Ha az ellenállás elektrolitáló elemeihez csatlakoztatva 30 ohm ellenállását, akkor a hálózat áramát 1,5 A-nál vettük, és amikor az azonos elem árama 15 ohm ellenállása volt, az áramerősség 2,5 a volt . A probléma az, hogy megtudja az EDS értékét és a lánc belső ellenállását a galvanizáló elemektől.

Számítás

• A csatlakoztatott hálózathoz Georg OMA törvényét írjuk: t \u003d e / (R + R).
• Ehhez visszavonjuk a belső és külső ellenállás képletét: E \u003d T_1 R_1 + T_1 R, E \u003d T_2 R_2 + T 2R.
• A képlet részeit és kiszámítjuk a belső ellenállást: R \u003d (T_1 R_1-T_2 R_2) / (T_2-T_1).
• A kapott értékek helyettesítik a törvényt: E \u003d (T_1 T_2 (R_2-R_1)) / (T_2-T_1).
• Vágja le a számításokat: R \u003d (1,5 A ∙ 30 ohm-2,5a ∙ 15 ohm) / (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.

Válasz: 7.5 ohm, 56 V.

Alkalmazási kör OHM törvény zárt láncra

Az Ohma törvény egy univerzális villanyszerelő eszköz. Lehetővé teszi, hogy helyesen kiszámolja az áramerősséget és a feszültséget a hálózatban. Egyes készülékek működésének elvét az OHM törvény. Különösen a biztosítékok.

Rövidzárlat - a hálózat két szakaszának véletlenszerű lezárása, amelyet a berendezés tervezése és hibáihoz vezet. Az ilyen események megakadályozása érdekében használjon speciális eszközöket, amelyek kikapcsolják a hálózati teljesítményt.

Ha egy nagy túlterhelési áramkör véletlenszerű lezárása megtörténik, akkor a készülék automatikusan leáll az áramlás áramlására.

Omar törvény B. ez az eset Helyet talál a DC áramköri szakaszon. A teljes folyamatok rendszerében sokkal több lehet. Sok intézkedések az építőiparban elektromos hálózat vagy javítás kell elvégezni, figyelembe véve a törvény Georg Oma.

Az aktuális paraméterek arányának befejezéséhez a képletek bemutatása:

A gyakorlati alkalmazás összetettebb kifejeződése:

Az ellenállást a lánc áramerősségének feszültségének aránya jelenti. Ha a feszültség N-székben növekszik, az aktuális érték N-székben is növekszik.

Nem kevésbé ismert Gustav Kigoff villamosmérnöki munkáiban. Szabályai megtalálják az alkalmazásokat az elágazó hálózatok számításaiban. E szabályok alapja.

A tudós eljárásai számos mindennapi dolgot, például izzólámpákat és elektromos kályhákat találtak. Az elektronika számos modern eredménye köteles 1825-ben felfedezni.

azaz a forrás pólusai közötti feszültség

a jelenlegi függ EMF és a munka a harmadik fél erők a mozgás egyetlen feltöltéssel egyik pólusa a forrás a másikra.

2. Szó és írja le az ohm törvényt zárt láncra

A zárt elektromos áramkör áramának hatalma arányos a forrás EMF-vel és fordítottan arányos a lánc ellenállással.

3. Mi a különbség a következetesen összekapcsolt aktuális források közeledő és elfogadott befogadásában?

Azt mondják, hogy a 2. forrás szerepel az elsőben, ha egyedül dolgoznak, az áramlatok egy irányba kerülnek. A 3. forrás helytelen az első, ha az általuk létrehozott áramok egyformán irányulnak.

4. Szó OHMA törvény egy zárt láncra, számos egymást követő áramforrással. Hozza a törvény képletét.

A zárt elektromos áramkörben bekövetkező áramerősség erősen csatlakoztatott áramforrásokkal közvetlenül arányos az összegek összegével.

EMF és fordítottan arányos a lánc ellenállásával.

5. Hogyan lehet meghatározni az áram irányát zárt áramkörben, több egymást követő áramforrással?

Ha egy

az aktuálisan az óramutató járásával megegyező irányban áramlik. Ellentétes esetben - az óramutató járásával ellentétes irányban.

Fontolgat egyszerűbb rendszer áramforrást tartalmazó vezetékek (III.29. Ábra). Tegyük fel, hogy az elektromos energiát fogyasztó eszközön meg kell őrizni egy bizonyos áramerősséget, és az elektronoknak a nyilak által jelzett irányba kell mozdulniuk. Nyilvánvaló, hogy ha megosztott töltéssel rendelkező elektronokkal átadja, egyenlő - az irányban lévő elektromos erők pozitív munkát végeznek, amely az (1,42) képlet szerint csak a kezdeti és végpont potenciáljától függ az átutalási útvonal és egyenlő

Annak érdekében, hogy fenntartsák a potenciálokat állandó, az aktuális forrásnak folyamatosan az elektronokat vissza kell mozgatnia az elektronoktól az 1. pontig a 2. pontig. Ugyanakkor meg kell oldani az elektronok vonzerejét egy pozitívan feltöltött 1. pontba, és a negatív felszámolásról A 2. pont, azaz az elektrosztatikus hatalom leküzdése a forráshoz a 2. pontig az 1. pontig. Így az áramforrást az elektrosztatikus erővel szembeni irányjelző elektronjaira kell alkalmazni

kondicionált összecsapások az elektronok és az áramforrás atomok között. Ezekkel az ütközésekkel az elektronok rendezett mozgása kinetikus energiájának része elveszett, ezért a mozgás állandó sebességének fenntartása érdekében az aktuális forrásnak meg kell kompenzálnia a fent említett energiaveszteséget a forráson belül.

Az aktuális forráson belüli harmadik fél erők által végzett teljes művelet, ha a díjat az 1. pontból a 2. pontból átruházza, az összeggel egyenlő az 1. ponttal, az aktuális forráson belül működő elektrosztatikus erőkkel szemben, és 2) az elektronenergia elvesztése ellen az aktuális forráson áthaladva:

Ez az arány az energia megőrzésének törvényét fejezi ki. Nyilvánvaló, hogy a testerő munkája megegyezik az elektrosztatikus erők által az áramforráson kívüli munkával. Ez azt jelenti, hogy a jelenlegi forrás is az energia forrása vagy munkára van kiemelve mozgó töltésekre a külső része a lánc fenntartása érdekében a potenciálokat állandó áramforrás kell folyamatosan elvégezni a munkát, hogy kompenzálja az energiaveszteség A külső láncban

Az elektronok energiaveszteségének becslése, ha a jelenlegi forrásba kerül, akkor meg kell ismerni az elektromos ellenállását, majd a (2,13) \u200b\u200bképlet szerint,

Az energiatakarékosság törvénye alapján harmadik fél erőssége teljes munkája (lásd a képletet (2.19.))

Az aktuális forráson belüli harmadik fél erők által végzett munka aránya, ha a töltés átkerül a töltés nagyságára, az aktuális forrásból származó elektromotoros erő (ER d.).

A láncszakasz OHM-törvény alapján

Ez a képlet az OHM törvényt fejezi ki egy zárt kontúrra, amely szerint állandó áramáramlások. A lánc külső részeiben való feszültségcsepp hívása, valamint az aktuális forráson belüli feszültség csökkenése, az egyébként kifejezheti a törvényt:

a zárt láncban működő elektromotoros erő megegyezik a láncban lévő feszültségcsökkenés mennyiségével.

Az aktuális forrás által végzett második munka, azaz a hatalma,

Ez a munka megegyezik az olyan energiával, amelyet minden másodpercenként minden lánc ellenálláson elosztottak.

Ha az aktuális forrás nincs zárva, akkor a díjak rendezett mozgása nem fordul elő rajta, és hiányzik az áramforráson belüli energia elvesztése. A harmadik fél teljesítménye csak az aktuális forrás pólusainak díjait okozhatja. Ez a felhalmozódás akkor áll meg, amikor egy elektromos mező a forrás belsejében jelenik meg az elektrosztatikus erő, amelyben az elektrosztatikus erő megegyezik a harmadik féltől származó szilárdsággal, azaz az aktuális nyílt forrású pólusok közötti potenciális különbség kiszámítható a képlet (1,39) :

ezenkívül az integráció bármely vonal mentén lehet az aktuális forrás medencéi összekötő vonal mentén. Helyettesítő (próba-töltés, mint a szokásos, pozitív) és cserélje ki

Azonban van egy olyan munka, amelyet a harmadik féltől származó erők végeznek az elektrosztatikus erők ellen, amikor a fenti definíció szerint a 2. pontot a 2. pontig terjessze át. d. s.

Így az aktuális forrás elektromotoros ereje megegyezik a nyílt állapotban lévő potes potenciális különbségével. Ha az aktuális forrás zárva van külső lánc, aztán a (2,22) képlet szerint a potenciális különbség a pólusai között kisebb lesz, mint Er. d. s. A forrás belsejében lévő feszültség mennyisége:

Tegyük fel, hogy az elektromos áramkörben (II. Ábra 1.30) két áramforrás létezik, amely oly módon lehet bevonni, hogy a harmadik fél erõjei egy vagy ellentétes (B) irányban járnak el. Az első esetben mindkét forrásból származó harmadik fél erők a díjak díjain járnak el, és pozitív munkát végeznek Általános munka ezek az erők, majd a kontúrban cselekednek. d. s.

A kontúrban felszabaduló energia megegyezik a mindkét forrás által végzett munka összegével.

A második esetben (b) a forrás I, harmadik fél erők hatnak az irányt a mozgás díjak és a pozitív munkát; A II. Forrásnál a harmadik fél erősségeit a díjak mozgására irányul, és negatív munkát végeznek. A harmadik fél erők teljes munkája az áramkörben és az általános ER-ben. d. s. A kontúrban

Ohma törvény egy zárt áramkörhöz - Az igazi lánc jelenlegi értéke nem csak a terhelési ellenálláson, hanem a forrás ellenállásából is függ.

Az OMA törvényének megfogalmazása a zárt áramkörre a következőképpen szólva: A belső és a külső terhelésű ellenállásokkal rendelkező áramforrásból álló zárt lánc jelenlegi értéke megegyezik az elektromotoros forráserő arányával a belső és külső ellenállás összege .

Első alkalommal az ellenállások jelenlegi függését kísérletileg létrehozták és írta le Georg Omom 1826-ban.

Az OHM törvény egy zárt áramkörének képletét a következő formában írják:

• Én [a] - az áram ereje a láncban,
• ε [IN] - EMF feszültségforrás,
• R [om] - ellenállás mindenkinek külső elemek láncok
• r [OM] - Belső feszültségforrás ellenállás

A törvény fizikai jelentése

Létrehozott fogyasztók elektromos áram Az aktuális forrással együtt zárt elektromos áramkört képez. A jelenlegi átmenő a fogyasztó áthalad áramforrás, és így a jelenlegi, kivéve az ellenállást a vezeték ellenállása a forrás is. Így a zárt lánc általános ellenállása a fogyasztó ellenállása és a forrás ellenállása.

A fizikai értelemben vett jelenlegi függőségét a EMF a forrás és az ellenállás a lánc, hogy minél több EDC, annál nagyobb az energia a töltéshordozók, ami több a sebesség a megrendelt mozgás. Az áramkör ellenállásának növekedésével a töltőhordozók energiájának és sebességének csökkenése csökken az áram értékét.

A függőség a tapasztalaton látható. Fontolja meg a forrásból, a rheosztátból és az ampermérőből álló láncot. Az áramkör bekapcsolása után az amméter szerint megfigyelt áram van, a romotázs csúszka mozgatása után látjuk, hogy a külső ellenállás megváltoztatásakor az áram megváltozik.

Példák az OHM törvény alkalmazására vonatkozó célkitűzésekre

Az EDC 10 V-os forrásához és az 1 ohm belső ellenállása, amelynek ellenállása 4 ohm. Keressen áramerősséget láncokban és feszültségben a forráskapcsokon.

Amikor csatlakozik az akkumulátor a galvanizáló elemeinek az ellenállás ellenállás 20 Ω, az áram az áramkörben volt 1 A, és amikor az ellenállás volt kötve, a jelenlegi ereje 1,5 A. megtalálni a EMF és a belső ellenállása az akkumulátor.