Georg Simon Om memulai penelitiannya yang menginspirasi tenaga kerja terkenal Jean Batista Fourier "teori analitik panas". Dalam pekerjaan ini, Fourier mewakili fluks panas antara dua titik sebagai perbedaan suhu, dan perubahan fluks panas yang terkait dengan bagiannya melalui hambatan dari bahan isolasi panas. Demikian pula, ohm ini menyebabkan terjadinya arus listrik dengan perbedaan potensi.

Berdasarkan ini, saya mulai bereksperimen dengan bahan yang berbeda Penjelajah. Untuk menentukan konduktivitas mereka, ia menghubungkan mereka secara konsisten dan menyesuaikan panjangnya sehingga tOK POWER Itu sama dalam semua kasus.

Penting pada pengukuran tersebut adalah memilih konduktor dengan diameter yang sama. Om, mengukur konduktivitas perak dan emas, menerima hasil yang, menurut data modern, tidak terlalu akurasi. Jadi, konduktor perak di Ohm menghabiskan lebih sedikit arus listrik daripada emas. Ohm menjelaskan ini dengan fakta bahwa konduktor perak ditutupi dengan minyak dan karena ini, rupanya, pengalaman itu tidak memberikan hasil yang akurat.

Namun, tidak hanya dengan ini adalah masalah di antara fisikawan, yang pada saat itu terlibat dalam eksperimen serupa dengan listrik. Kesulitan besar dengan mangsa bahan bersih tanpa kotoran untuk eksperimen, kesulitan mengkalibrasi diameter konduktor mendistorsi hasil tes. Snag yang bahkan besar adalah bahwa kekuatan saat ini terus berubah selama tes, karena variabel elemen kimia berfungsi sebagai sumber saat ini. Dalam kondisi seperti itu, OM membawa ketergantungan logaritmik dari gaya saat ini dari resistansi kawat.

Beberapa kali kemudian ahli fisika Jerman Pogotendorf, yang mengkhususkan diri dalam elektrokimia, menyarankan agar saya mengganti elemen kimia pada termokopel dari bismut dan tembaga. Om memulai eksperimennya lagi. Kali ini ia menggunakan perangkat termoelektrik yang berjalan pada efek Seebek sebagai baterai. Ini secara konsisten terhubung 8 konduktor dari tembaga dengan diameter yang sama, tetapi dengan panjang yang berbeda. Untuk mengukur kekuatan ohm saat ini ditangguhkan dengan benang logam di atas panah magnetik konduktor. Saat ini, berjalan paralel dengan panah ini, menggesernya ke samping. Ketika ini terjadi, fisikawan memutar benang sampai panah kembali posisi awal. Berdasarkan sudut mana utas diputar, dimungkinkan untuk menilai nilai kekuatan saat ini.

Sebagai hasil dari eksperimen baru, OM datang ke formula:

X \u003d a / b + l

Sini X.- Intensitas medan magnet kawat, L. - Panjang kabel, sEBUAH. - Tegangan konstan dari sumber, dgn B. - Ketahanan konstan dari elemen rantai yang tersisa.

Jika Anda mengajukan banding ke istilah modern untuk menggambarkan formula ini, kami akan mendapatkannya H. - kekuatan saat ini tapi - Sumber EMF, b + l. - Total resistensi rantai.

Ohma Hukum untuk plot rantai

UU OHMA untuk bagian terpisah dari rantai mengatakan: arus arus pada bagian rantai meningkat dengan meningkatnya tegangan dan berkurang dengan peningkatan resistensi situs ini.

I \u003d u / r

Berdasarkan formula ini, kita dapat memutuskan bahwa resistansi konduktor tergantung pada perbedaan potensi. Dari sudut pandang matematika, itu benar, tetapi salah dari sudut pandang fisika. Formula ini hanya berlaku untuk menghitung resistansi pada bagian terpisah dari rantai.

Dengan demikian, rumus untuk menghitung resistansi konduktor akan mengambil formulir:

R \u003d p ⋅ l / s

Hukum Ohm untuk rantai penuh

Perbedaan antara Hukum Ohm untuk rantai penuh dari UU Ohm untuk situs sirkuit adalah bahwa sekarang kita harus memperhitungkan dua jenis resistensi. Ini adalah resistensi dari semua komponen sistem dan resistansi internal "R" dari sumber gaya elektromotif. Formula dengan demikian memperoleh formulir:

I \u003d u / r + r

Hukum Ohma untuk arus bolak-balik

Arus bolak-balik berbeda dari konstan dengan fakta bahwa ia berubah dengan periode waktu tertentu. Secara khusus, itu mengubah makna dan arahannya. Untuk menerapkan Hukum Ohm di sini perlu memperhitungkan bahwa resistensi dalam rantai arus konstan mungkin berbeda dari resistensi terhadap rangkaian dengan variabel saat ini. Dan berbeda jika komponen dengan resistansi reaktif diterapkan pada sirkuit. Resistansi reaktif dapat induktif (gulungan, transformer, choke) dan kapasitif (kondensor).

Mari kita coba mencari tahu apa perbedaan nyata antara resistansi reaktif dan aktif dalam suatu sirkuit dengan arus bolak-balik. Anda telah perlu memahami bahwa nilai tegangan dan kekuatan saat ini dalam rantai tersebut berubah seiring waktu dan memiliki, secara kasar, bentuk gelombang.

Jika kita secara skematis membayangkan bagaimana dua makna ini berubah seiring waktu, kita akan memiliki sinusoid. Dan tegangan dan arus dari nol naik ke nilai maksimumKemudian, jatuhkan, melewati nilai nol dan mencapai nilai negatif maksimum. Setelah itu, mereka naik lagi melalui nol ke nilai maksimum dan sebagainya. Ketika dikatakan bahwa arus atau voltase negatif, ini dalam pikiran mereka bergerak ke arah yang berlawanan.

Seluruh proses terjadi dengan frekuensi tertentu. Titik di mana nilai tegangan atau arus saat ini dari nilai minimum memanjat ke nilai maksimum melewati nol disebut fase.

Bahkan, itu hanya kata pengantar. Mari kita kembali ke resistensi reaktif dan aktif. Perbedaannya adalah bahwa di sirkuit dengan impedansi aktif dari fase saat ini bertepatan dengan fase tegangan. Artinya, dan nilai arus, dan nilai tegangan mencapai maksimum dalam satu arah pada saat yang sama. Dalam hal ini, formula kami untuk menghitung tegangan, resistansi atau arus tidak berubah.

Jika sirkuit mengandung resistansi reaktif, fase arus dan tegangan digeser dari satu sama lain ke periode ¼. Ini berarti bahwa ketika arus mencapai nilai maksimum, tegangan akan menjadi nol dan sebaliknya. Ketika resistensi induktif digunakan, fase tegangan "menyusul" fase saat ini. Ketika resistensi kapasitansi digunakan, fase saat ini "menyusul" fase tegangan.

Formula untuk menghitung penurunan tegangan pada resistensi induktif:

U \u003d i ⋅ ωl

Dimana L. - Induktansi resistensi reaktif, dan ω - Frekuensi sudut (derivatif pada waktunya dari fase osilasi).

Formula untuk menghitung penurunan tegangan pada resistensi kapasitif:

U \u003d I / Ω ⋅ dengan

DARI - Kapasitas resistensi reaktif.

Kedua formula ini adalah kasus khusus Hukum Ohm untuk rantai variabel.

Penuh akan terlihat sebagai berikut:

I \u003d u / z

Sini Dgn zat - Perlawanan penuh dari rantai variabel yang dikenal sebagai impedansi.

Lingkup aplikasi

Hukum Ohm bukanlah hukum dasar dalam fisika, itu hanya ketergantungan yang nyaman dari beberapa nilai dari orang lain yang cocok dengan situasi apa pun dalam praktiknya. Oleh karena itu, akan lebih mudah untuk mencantumkan situasi ketika hukum mungkin tidak berfungsi:

• Jika ada operator pengisian inersia, misalnya, di beberapa medan listrik frekuensi tinggi;
• Dalam superkonduktor;
• Jika kawat dipanaskan sedemikian rupa sehingga karakteristik voltamper berhenti linier. Misalnya, dalam lampu pijar;
• Dalam radiolam vakum dan gas;
• Di dioda dan transistor.

UU OHMA untuk arus bolak-balik secara umum, memiliki penampilan yang sama dengan untuk permanen. Artinya, dengan peningkatan tegangan di sirkuit, arus juga akan meningkat di dalamnya. Perbedaannya adalah bahwa dalam sirkuit AC, resistance disediakan untuk elemen-elemen TI sebagai induktansi induktor dan wadah. Mengingat fakta ini, tulis hukum Ohma untuk AC.

Formula 1 - Hukum Ohma untuk arus bolak-balik

di mana Z adalah resistensi rantai total.

Formula 2 - ketahanan rantai penuh

Secara umum, impedansi sirkuit AC akan terdiri dari kapasitif aktif dan resistensi induktif. Sederhananya, arus dalam sirkuit AC tidak hanya bergantung pada resistansi ohmik aktif, tetapi juga pada ukuran wadah dan induktansi.

Gambar 1 - rantai berisi resistensi induktif dan kapasitif ohmic

Jika, misalnya, dalam sirkuit DC, nyalakan kondensor bahwa arus di sirkuit tidak akan, karena kondensor saat ini konstan adalah diskontinuitas rantai. Jika induktansi akan muncul di sirkuit DC, arus tidak akan berubah. Secara ketat, itu akan berubah, karena koil akan memiliki resistensi ohmic. Tetapi perubahan itu tidak signifikan.

Jika kondensor dan koil dimasukkan dalam sirkuit AC, mereka akan menahan arus secara proporsional masing-masing dengan kapasitas dan induktansi. Selain itu, pergeseran fase diamati pada rantai antara tegangan dan arus. Dalam kasus umum, arus dalam kondensor berada di depan tegangan 90 derajat. Dalam lag induktansi pada 90 derajat.

Resistansi kapasitif tergantung pada ukuran tangki dan frekuensi AC. Ketergantungan ini berbanding terbalik, yaitu, dengan meningkatnya frekuensi dan kapasitas, resistansi akan berkurang.

Setelah dibuka pada tahun 1831, Faraday of Electromagnetic Induction, generator permanen pertama muncul, dan setelah dan bergantian. Keuntungan dari yang terakhir adalah bahwa arus bolak-balik ditransmisikan ke konsumen dengan kehilangan kurang.

Dengan meningkatnya tegangan dalam rantai, arus akan meningkat sama dengan kasus dengan arus konstan. Tetapi di sirkuit AC, resistensi ternyata merupakan kumparan induktansi dan kapasitor. Berdasarkan ini, tulis Hukum Ohma untuk AC: Nilai saat ini dalam sirkuit AC berbanding lurus dengan tegangan dalam rantai dan berbanding terbalik dengan resistensi rantai lengkap.

• I [A] - kekuatan saat ini
• U [dalam] - tegangan,
• Z [ohm] - ketahanan rantai lengkap.

Resistensi berantai penuh

Secara umum, impedansi sirkuit AC (Gbr. 1) terdiri dari resistensi aktif (R [OM]), induktif, dan kapasitif. Dengan kata lain, arus dalam sirkuit AC tidak hanya bergantung pada resistansi ohmik aktif, tetapi juga pada nilai tangki (C [F]) dan induktansi (L [GN]). Impedansi sirkuit AC dapat dihitung oleh formula:

Dimana

Impedansi sirkuit AC dapat digambarkan secara grafis sebagai hipotenus persegi panjang, yang memiliki resistensi aktif dan induktif oleh kebiasaan.

Gbr.1. Triangle Resistance.

Mengingat kesetaraan terakhir, yang akan mencatat rumus UU OMA untuk AC:

- Nilai amplitudo saat ini.

Gbr.2. Sirkuit Listrik Sequential dari elemen R, L, C.

Dari pengalaman, dapat ditentukan bahwa dalam sirkuit seperti fluktuasi arus dan tegangan, mereka tidak bertepatan dalam fase, dan perbedaan fasa antara nilai-nilai ini tergantung pada induktansi koil dan kapasitansi kondensor.

Mereka berkata: "Anda tidak tahu hukum Oma - Sitie di rumah." Jadi mari kita cari tahu (ingat), apa hukumnya, dan berjalan dengan aman.

Konsep dasar hukum OMA

Bagaimana cara memahami hukum Ohm? Anda hanya perlu mencari tahu apa yang ada dalam definisinya. Dan untuk memulai dengan definisi arus, tegangan dan resistensi.

I.

Biarkan aliran arus mengalir di beberapa peserta pameran. Artinya, pergerakan arah partikel bermuatan terjadi - katakanlah itu elektron. Setiap elektron memiliki muatan listrik dasar (E \u003d -1.60217662 × 10 -19 Choulon). Dalam hal ini, melalui beberapa permukaan, muatan listrik tertentu akan diadakan untuk periode waktu tertentu, sama dengan jumlah semua biaya elektron yang diisi.

Rasio muatan berdasarkan waktu disebut daya saat ini. Biaya yang lebih besar melewati konduktor untuk waktu tertentu, semakin besar daya saat ini. Arus diukur dalam Amperech..

Tegangan u, atau perbedaan potensial

Ini hanya hal yang menyebabkan elektron bergerak. Potensi listrik mencirikan kemampuan lapangan untuk membuat pekerjaan pada transfer muatan dari satu titik ke titik lainnya. Jadi, antara dua titik konduktor ada perbedaan potensial, dan medan listrik membuat tuduhan biaya.

Nilai fisik sama dengan pengoperasian medan listrik yang efektif ketika ditransfer muatan listrikdan disebut ketegangan. Diukur oleh B. Volta.. Satu Volt - Ini adalah tegangan yang saat mengisi daya dalam 1 Cl Membuat pekerjaan sama dengan 1 Joule.

Resistensi R.

Arus diketahui mengalir di konduktor. Biarkan itu kawat. Bergerak sepanjang kawat di bawah aksi lapangan, elektron menghadap ke atom kawat, konduktor dipanaskan, atom-atom dalam kisi kristal mulai berfluktuasi, menciptakan elektron bahkan lebih banyak masalah untuk gerakan. Ini adalah fenomena dan disebut resistance. Itu tergantung pada suhu, material, penampang konduktor dan diukur dalam Omah..

Perumusan dan penjelasan hukum Ohm

Hukum Guru Jerman George Ohm sangat sederhana. Dia berkata:

Kekuatan arus di situs rangkaian berbanding lurus dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan resistensi.

Georg Ohm membawa undang-undang ini secara eksperimental (secara empiris) di 1826 tahun. Secara alami, semakin besar resistansi plot rantai, semakin sedikit arus. Dengan demikian, semakin besar tegangan, dan arus akan lebih besar.

Ngomong-ngomong! Untuk pembaca kami sekarang ada diskon 10% pada

Formulasi Hukum Ohm ini adalah yang paling sederhana dan cocok untuk bagian rantai. Berbicara "bagian dari rantai" yang kami maksudkan bahwa ini adalah area homogen di mana tidak ada sumber arus dengan EMF. Berbicara lebih mudah, plot ini berisi beberapa perlawanan, tetapi tidak ada baterai yang menyediakan arus.

Jika kita mempertimbangkan hukum OMA untuk rantai penuh, formulasi itu akan sedikit berbeda.

Mari kita memiliki rantai, ia memiliki sumber saat ini, menciptakan tegangan, dan beberapa resistensi.

Hukum tercatat sebagai berikut:

Penjelasan hukum Ohm untuk sirkuit berongga tidak berbeda secara fundamental dari penjelasan untuk bagian rantai. Seperti yang dapat kita lihat, resistansi terdiri dari resistensi dan resistansi internal dari sumber saat ini, dan alih-alih tegangan dalam rumus, daya elektromotif sumber muncul.

Ngomong-ngomong, apa itu EDC, baca dalam artikel kita yang terpisah.

Bagaimana cara memahami hukum Ohm?

Untuk memahami secara intuitif hukum OMA, kita beralih ke analogi tampilan saat ini dalam bentuk cairan. Begitulah cara Georg Ohm berpikir, ketika dia menghabiskan eksperimen, terima kasih kepada hukum mana yang dibuka, memanggilnya namanya.

Bayangkan bahwa arus bukanlah pergerakan partikel pembawa muatan di konduktor, tetapi pergerakan aliran air di dalam pipa. Pada awalnya, air dibesarkan oleh pompa ke tahan air, dan dari sana, di bawah aksi energi potensial, ia berusaha turun dan mengalir melalui pipa. Selain itu, semakin tinggi pompa mengalir, semakin cepat mengalir di dalam pipa.

Mengikuti kesimpulan bahwa laju aliran air (arus di kawat) akan menjadi lebih besar semakin besar energi air potensial (perbedaan potensial)

Kekuatan arus berbanding lurus dengan tegangan.

Sekarang mari kita beralih ke resistance. Resistensi hidrolik adalah resistensi pipa yang disebabkan oleh diameternya dan kekasaran dinding. Logis untuk mengasumsikan bahwa semakin besar diameternya kurang resistensi pipa dan mereka jumlah besar Air (arus lebih besar) akan bocor melalui penampangnya.

Kekuatan arus berbanding terbalik dengan resistensi.

Analogi semacam itu dapat dilakukan hanya untuk pemahaman mendasar tentang hukum Ohm, karena penampilan primordial sebenarnya adalah pendekatan yang agak kasar, yang, bagaimanapun, menemukan penggunaan yang sangat baik dalam praktik.

Bahkan, resistansi zat ini disebabkan oleh osilasi atom-atom kisi kristal, dan arus adalah pergerakan operator pengisian gratis. Dalam logam, operator gratis adalah elektron yang mematahkan orbit atom.

Dalam artikel ini kami mencoba memberikan penjelasan sederhana tentang hukum Ohm. Pengetahuan tentang ini pada awalnya hal-hal biasa dapat melayani Anda layanan yang baik pada ujian. Tentu saja, kami membawanya ke kata-kata paling sederhana dari hukum Ohm dan tidak akan naik ke puing-puing fisika yang lebih tinggi, berurusan dengan resistensi aktif dan reaktif dan seluk-beluk lainnya.

Jika Anda memiliki kebutuhan seperti itu, karyawan kami akan dengan senang hati membantu Anda. Dan akhirnya, kami sarankan Anda untuk melihat video yang menarik tentang hukum Ohm. Ini benar-benar informatif!

Tujuan: Secara eksperimental menentukan impedansi berbagai muatan dan membandingkan nilai eksperimental dengan teoritis.

Bagian teoritis

Pertimbangkan hubungan antara arus dan tegangan di sirkuit AC ketika berbagai beban dihidupkan (Gbr. 29).

Resistensi ohmic. Di bawah istilah ini memahami perlawanan konduktor DC. Di masa depan, kami akan mempertimbangkan arus kuasi-stasioner yang merupakan nilai instan dari gaya saat ini dan tegangan yang dilambangkan dengan huruf kecil sAYA. dan u., Obey Ohm dan hukum Joule-Lenza. Nilai amplitudo saat ini dan tegangan akan dilambangkan AKU. dan U M..

Biarkan resistansi ohmic diterapkan tegangan melalui hukum harmonik:

U. = U M.cos W. t., (31)

di mana w adalah frekuensi siklus osilasi. Menurut hukum Ohm melalui R. Aliran saat ini sAYA.:

sAYA. = AKU.cos W. t., (33)

Dari hubungan (32) dan (33) mengikuti:

1) fase arus dan tegangan pada resistensi ohmic bertepatan;

2) amplitudo arus dan tegangan dikaitkan dengan hubungan

Ara. 29. Beban Ohomic, Induktif dan Kapasitif

Resistensi induktif. Mari kita beri koil dengan induktansi L. dan resistensi ohmic rendah yang dapat diabaikan, tegangan berubah oleh hukum (31). Koil terjadi perubahan arus yang menciptakan medan magnet bolak-balik. Perubahan aliran magnetik f \u003d Li. Bidang ini akan mengeluarkan giliran koil induksi diri EMF

.

Karena voltase milik koil memainkan peran EMF, dan tidak ada penurunan tegangan dalam rantai ( R. \u003d 0), menurut aturan kedua Kirchhoff untuk nilai-nilai instan yang dapat kita tulis:

u. + \u003d 0 atau .

Tulis ulang terakhir dalam formulir persamaan diferensial.

Atau .

Integrasi persamaan ini memberikan ekspresi berikut:

.

,

(35)

Dari (31) dan (35) mengikuti:

1) Arus yang melewati koil adalah tertinggal di belakang tegangan fase pada p / 2 atau yang sama, tegangan berada di depan arus dalam fase per p / 2;

Dari perbandingan (36) c (32) itu mengikuti nilai w L. Di sirkuit dengan induktansi memainkan peran resistensi. Besarnya

X L.\u003d W. L. (37)

panggilan resistensi induktif.

Kapasitansi. Kondensor adalah pecahnya kabel, sehingga tidak ketinggalan arus konstan. Ketika tegangan berubah antara piring, nilai instan dari biaya kapasitor yang ditentukan oleh rumus berubah

q \u003d cu., (38)

untuk itu dalam kabel pasokan harus mengalir, membawa tuduhan ke lipatan atau membawa darinya. Dikatakan bahwa kapasitor melompat arus bergantian, meskipun di ruang antara piring tidak ada biaya muatan dari satu colokan ke yang lain.

Melewati biaya kabel terakumulasi pada pelat kapasitor, sehingga nilainya sama i \u003d dq / dtdimana q. - Nilai panjat instan. Mengingat (38) dan mempertimbangkan tegangan yang diberikan bervariasi berdasarkan hukum (31), kami memperoleh:

.

Sejak COS (P / 2 + W t.) \u003d -Sin w t, Yang terakhir akan mengambil formulir:

. (39)

Membandingkan (31) dan (39), kami memiliki:

1) arus di sirkuit dengan kapasitor berada di depan tegangan fase pada P / 2, dengan kata lain, tegangannya tertinggal di balik arus pada fase P / 2;

2) amplitudo arus dan tegangan dikaitkan dengan hubungan

. (40)

Besarnya

panggilan resistensi kapasitif.

Saat mengukur dan menghitung sirkuit arus bolak-balik alih-alih penggunaan amplitudo ada (efektif) Nilai kekuatan saat ini SAYA. dan tegangan U.terkait dengan amplitudo:

Penggunaan mereka adalah karena fakta bahwa hukum Joule-Lenza dalam kasus AC membuat penampilan yang sama dengan untuk permanen. Dengan demikian, perangkat pengukur listrik dinilai ke nilai-nilai yang efektif.

Jelas bahwa formula (34), (36) dan (40) tidak berubah ketika mengganti nilai amplitudo untuk efisien dan akan melihat:

U r \u003d i × r, U l. = SAYA.× W. L., U C. = SAYA./ W. C., (42)

di mana indeks R., L.dan C. Berarti tegangan pada beban yang sesuai.

Diagram vektor.. Rasio fase antara arus dan tegangan secara grafis ditunjukkan pada Gambar. tigapuluh.

Ada cara lain dari presentasi mereka yang memungkinkan Anda untuk menyederhanakan perhitungan rantai dengan beban yang kompleks.

Ara. 31.

Habiskan dari beberapa titik TENTANG (Gbr. 31) sumbu Oh dan menunda dari vektor titik yang sama TAPIpada sudut j ke sumbu Oh. Kemudian kami memberikan vektor ini untuk berputar di sekitar titik. TENTANG Di bidang pola berlawanan arah jarum jam dengan kecepatan sudut w. Angle antara A®.dan Oh Setelah beberapa waktu t.akan menjadi a \u003d w t. + j. Proyeksi A®.pada sumbu Oh sama

AH. = H. = SEBUAH.cos A.

H. = SEBUAH.cOS (W. t. + j). (43)

Keluaran: Semua osilasi harmonik. Ini dapat diserahkan ke rotasi vektor panjang dan orientasi yang sesuai.

Akibatnya, jika Anda membangun vektor U. dan di bawah sudut yang sesuai untuk menunda vektor SAYA., dengan vektor ventilasi bersama, sudut di antara mereka akan tetap tidak berubah (43). Diagram arus vektor dan tegangan pada berbagai beban ditunjukkan pada Gambar. 32.

Koneksi serial R., L dan S.. Untuk menghitung rantai seperti itu, kami menggunakan metode diagram vektor. Dengan koneksi serial muatan, nilai instan saat ini untuk saat ini dalam semua titik rantai harus sama, mis. Fase saat ini pada semua beban sama.

Namun, tekanan pada beban tidak bertepatan dalam fase dengan arus. Tegangan pada resistensi ohmik bertepatan dalam fase dengan arus, pada induktif - di depan arus pada p / 2, pada kapasitif - tertinggal p / 2. Dengan demikian, vektor lipat U R., U l. dan U C., Saya mendapatkan tegangan total yang diterapkan pada rantai. Sejauh U l. dan U C.berlawanan dengan arah, lebih mudah untuk melipat pertama dan kemudian vektor U l - u c Klausul S. U R.. Akibatnya, kami memiliki:

.

Mengganti hubungan (42), kami dapatkan:

. (44)

Dalam ungkapan ini, peran perlawanan melakukan magnitudo

, (45)

disebut resistensi rantai penuh pada arus variabel atau impedansi.. Dengan penggunaannya (44) mengambil formulir:

U \u003d i × Z. (46)

Ungkapan ini sering disebut hukum OM untuk arus variabel. Nilai

(47)

dipanggil resistensi reaktif dan merupakan kombinasi dari resistensi induktif dan kapasitif.

Diagram vektor (Gbr. 33) juga menunjukkan bahwa tegangan yang diterapkan dan aliran arus berfluktuasi bukan dalam fase yang sama, tetapi miliki shift fase.j, nilai yang ditentukan oleh salah satu formula di bawah ini setelah diagram:

; ;

.

Perlu dicatat bahwa Formula (46) adalah umum untuk setiap senyawa beban, dan formula (45), (47) dan (48) hanya berlaku untuk kasus tertentu dari koneksi serial.

bagian eksperimental

Peralatan: Reostat 1000 ohm, kunci, ammeter, voltmeter, periodate 100 ohm, baterai kapasitor, koil.

Prosedur untuk melakukan pekerjaan

Latihan 1. Pengukuran resistensi ohmic.

Skema instalasi ditunjukkan pada Gambar. 34.

Dalam pengalaman ini, retainer tingkat rendah diterapkan sebagai beban. Resistansi tinggi digunakan sebagai potensiometer.

1. Ukur arus melalui beban pada tiga nilai voltase yang disuplai. Hasil pengukuran adalah tabel. 12.

Tugas 2. Pengukuran tahan kapasitif.

1. Dalam skema kerja, sebagai beban, nyalakan baterai kapasitor. Arus dan tegangan pada ukuran beban dengan cara yang sama seperti pekerjaan 1. Hasil pengukuran juga ditambahkan ke tabel. 12.

Catatan.Nilai kapasitas baterai direkomendasikan untuk memilih di kisaran 20-40 microf.

Tugas 3. Mengukur impedansi koil.

1. Pengukuran impedansi koil dilakukan dengan cara yang sama dengan tugas-tugas sebelumnya menggunakan koil sebagai beban.

Tugas 4. Pengukuran impedansi koneksi serial r, L dan S.

1. Beban akan melayani deostat yang terhubung, baterai kapasitor dan koil.

2. Saat ini dan tegangan pada ukuran beban dengan cara yang sama dengan tugas 1.

3. Menurut setiap pengukuran, hitung impedansi Dgn zat Beban yang ditingkatkan.

4. Bandingkan hasil eksperimental dengan nilai teoritis atau paspor. Hasil perbandingan akan mengarah pada output.

Tabel 12.

Nomor Tugas	Tegangan, U.	Kekuatan saat ini SAYA.	Dgn zat exp, oh.	Dgn zat Expsr. , Oh.	Dgn zat Teorema, om.
Nilai Division.	Di Division.	Di B.	Nilai Division.	Di Division.	di sebuah.
penghambat
Kapasitor
gulungan
4 koneksi serial.

Catatan.Teoritis untuk baris akan menjadi nilai resistansi paspornya. Untuk kondensor Dgn zat Teore ditentukan oleh nilai yang digunakan dalam percobaan, perhitungan dihitung dengan rumus (41). Koil memiliki resistensi ohmic dan induktif, oleh karena itu impedansinya dihitung dengan rumus (45), dan sebagai R. Jumlah resistansi ohmic dari risostat dan koil harus digunakan.

5. Menghitung kesalahan nilai eksperimental untuk menghasilkan kelas akurasi ammeter dan voltmeter, teoretis - sesuai dengan data paspor instrumen.

Periksa pertanyaan dan tugas

1. Tuliskan dan jelaskan hukum OMA untuk AC.

2. Bagaimana ohmic, reaktif dan impedansi di sirkuit AC?

3. Apa yang dipahami dengan nilai efektif arus dan tegangan?

4. Gambar diagram vektor untuk resistor di sirkuit AC. Buat penjelasan.

5. Gambar diagram vektor untuk kapasitor di sirkuit AC. Buat penjelasan.

6. Gambar diagram vektor untuk koil dan gulungan yang sempurna dengan resistensi ohmic yang terlihat di sirkuit AC. Buat penjelasan.

7. Gambar diagram vektor untuk koneksi berurutan dari resistor, kondensor, dan gulungan di sirkuit AC. Buat penjelasan. Dapatkan Hukum Ohm dari diagram vektor.

Pekerjaan laboratorium 9 (11)

Mengukur kekuatan

Di sirkuit saat ini bergantian

Tujuan: Anda dapat membiasakan diri dengan pengukuran daya dalam rangkaian arus variabel dengan metode tiga voltmeters.

Bagian teoritis

Seperti setiap konduktor, koil di sirkuit DC mengkonsumsi energi yang berjalan pada pemanasan kabel. Properti konduktor untuk mengkonversi arus listrik ke termal ditandai dengannya resistensi ohmic R.. Kekuatan kehilangan panas ditentukan oleh rumus

dimana SAYA. - Kekuatan saat ini di konduktor.

Ketika koil dihidupkan ke rantai AC, itu juga mengirimkan panas menurut hukum (49), tetapi dalam hal ini SAYA. - Nilai efektif dari kekuatan arus bolak-balik.

Jika koil memiliki inti feromagnetik, maka arus bolak-balik yang melewati koil menggairahkan arus pusaran di dalamnya (arus foucault) yang mengarah pada pemanasan inti. Selain itu, ada perubahan terus-menerus dalam magnetisasi inti dalam ukuran dan arah (reklamasi), yang juga mengarah pada pemanasan inti. Kerugian energi tambahan ini setara dengan meningkatkan resistensi konduktor. Kerugian energi yang tidak dapat diubah kumulatif yang pada pemanasan kabel dan inti dicirikan. resistensi aktif. Gulungan didefinisikan oleh rumus

Resistensi ini, berbeda dengan ohmic, tidak dapat diukur, itu hanya dapat dihitung.

Penurunan tegangan pada resistansi aktif dianggap cairan dalam fase dengan arus.

Ara. 35.

Dengan tidak adanya wattmeter, daya yang dikonsumsi oleh koil dapat ditentukan menggunakan tiga voltmeters. Jika koil memiliki induktansi L. dan resistensi aktif. R. dan kemudian antara arus dalam koil dan tegangan di atasnya ada pergeseran fase j, yang diilustrasikan oleh diagram vektor (Gbr. 35), di mana SAYA. - Saat ini melalui koil, U. Ai. U l. - tegangan tetes pada resistansi gilingan aktif dan induktif, U. K - tegangan penuh pada koil.

Daya yang dikonsumsi daya dapat dihitung baik dari (49) atau dengan formula

. (51)

SAYA. dan U. Ini diukur secara langsung, dan untuk menentukan faktor daya (cos j), resistansi ohmic termasuk dalam seri dengan koil R..

Dari diagram vektor (Gbr. 36) Total tegangan di sirkuit dicatat oleh Teorema Cosinus:

. (52)

Ara. 36.

Dalam ekspresi ini U. - Tegangan yang disediakan, U. K - tegangan pada koil, U R. - Tegangan pada resistensi ohmic. Ketiga voltase dapat diukur secara langsung. Selanjutnya, karena resistansi koil dan ohmic terhubung secara seri, arus arus di dalamnya adalah sama dan ditentukan oleh rumus

apa yang memungkinkan Anda lakukan tanpa ammeter.

bagian eksperimental

Peralatan: autotransformer; gulungan; Rheostat; Voltmeter 0-50 v; 2 voltmeter 0-150 v; Inti padat dan khas.

Prosedur untuk melakukan pekerjaan

Latihan 1. Mengukur kekuatan koil tanpa inti.

Dalam diagram pada Gambar. 37 Tegangan yang dipasok ke rantai disesuaikan dengan autotransformer. Reostat digunakan sebagai resistensi ohmic.