Batas ni Ohm- isang pisikal na batas na tumutukoy sa kaugnayan sa pagitan ng mga dami ng kuryente - boltahe, paglaban at kasalukuyang para sa mga konduktor.
Ito ay unang natuklasan at inilarawan noong 1826 ng German physicist na si Georg Ohm, na nagpakita (gamit ang galvanometer) ng quantitative relationship sa pagitan ng electromotive force, electric current at ang mga katangian ng conductor bilang proporsyonal na relasyon.
Kasunod nito, ang mga katangian ng isang konduktor na may kakayahang lumaban sa electric current batay sa pag-asa na ito ay nagsimulang tawaging electrical resistance (Resistance), na tinukoy sa mga kalkulasyon at mga diagram ng titik R at sinusukat sa Ohms bilang parangal sa nakatuklas.
Ang pinagmumulan ng elektrikal na enerhiya mismo ay mayroon ding panloob na pagtutol, na karaniwang tinutukoy ng liham r.
Batas ng Ohm para sa isang seksyon ng circuit
Mula sa kursong pisika ng paaralan, alam ng lahat ang klasikal na interpretasyon ng Batas ng Ohm:
Ang kasalukuyang lakas sa isang konduktor ay direktang proporsyonal sa boltahe sa mga dulo ng konduktor at inversely proporsyonal sa paglaban nito.
Nangangahulugan ito kung mayroong paglaban sa mga dulo ng konduktor R= 1 ohm boltahe inilapat U= 1 Volt, pagkatapos ay ang magnitude ng kasalukuyang ako sa konduktor ay magiging katumbas ng 1/1 = 1 Ampere.
Ito ay humahantong sa dalawang mas kapaki-pakinabang na relasyon:
Kung ang isang kasalukuyang ng 1 Ampere ay dumadaloy sa isang konduktor na may pagtutol na 1 Ohm, pagkatapos ay sa mga dulo ng konduktor mayroong isang boltahe ng 1 Volt (boltahe drop).
Kung mayroong isang boltahe ng 1 Volt sa mga dulo ng konduktor at isang kasalukuyang ng 1 Ampere ay dumadaloy dito, kung gayon ang paglaban ng konduktor ay 1 Ohm.
Ang mga formula sa itaas sa form na ito ay maaaring ilapat sa alternating current lamang kung ang circuit ay binubuo lamang ng aktibong resistensya R.
Bilang karagdagan, dapat tandaan na ang Batas ng Ohm ay may bisa lamang para sa mga elemento ng linear circuit.
Ang isang simpleng online na calculator ay ibinigay para sa mga praktikal na kalkulasyon.
Batas ni Ohm. Pagkalkula ng boltahe, paglaban, kasalukuyang, kapangyarihan.
Pagkatapos mag-reset, magpasok ng anumang dalawang kilalang parameter.
Batas ng Ohm para sa isang closed circuit
Kung ikinonekta mo ang isang panlabas na circuit na may paglaban sa pinagmumulan ng kapangyarihan R, ang kasalukuyang ay dadaloy sa circuit na isinasaalang-alang ang panloob na pagtutol ng pinagmulan:
ako- Kasalukuyang lakas sa circuit.
- Electromotive force (EMF) - ang magnitude ng power source boltahe na independiyente sa panlabas na circuit (nang walang load). Nailalarawan sa pamamagitan ng potensyal na enerhiya ng pinagmulan.
r- Panloob na paglaban ng suplay ng kuryente.
Para sa electromotive force, panlabas na pagtutol R at panloob r ay konektado sa serye, na nangangahulugang ang magnitude ng kasalukuyang sa circuit ay tinutukoy ng halaga ng emf at ang kabuuan ng mga resistensya: Ako = /(R+r) .
Ang boltahe sa mga terminal ng panlabas na circuit ay matutukoy batay sa kasalukuyang at paglaban R relasyon, na tinalakay na sa itaas: U = IR.
Boltahe U, kapag ikinonekta ang load R, ay palaging magiging mas mababa sa EMF ayon sa halaga ng produkto ako*r, na tinatawag na pagbaba ng boltahe sa panloob na pagtutol ng power supply.
Madalas nating nararanasan ang hindi pangkaraniwang bagay na ito kapag nakikita nating gumagana ang bahagyang na-discharge na mga baterya o accumulator.
Habang umuunlad ang discharge, tumataas ang kanilang panloob na resistensya, samakatuwid, ang pagbaba ng boltahe sa loob ng pinagmulan ay tumataas, na nangangahulugang bumababa ang panlabas na boltahe U = - ako*r.
Kung mas mababa ang kasalukuyang at panloob na paglaban ng pinagmulan, mas malapit sa halaga ang EMF at boltahe nito sa mga terminal nito U.
Kung ang kasalukuyang sa circuit ay zero, samakatuwid = U. Ang circuit ay bukas, ang emf ng pinagmulan ay katumbas ng boltahe sa mga terminal nito.
Sa mga kaso kung saan ang panloob na pagtutol ng pinagmulan ay maaaring mapabayaan ( r≈ 0), ang boltahe sa mga terminal ng pinagmulan ay magiging katumbas ng EMF ( ≈ U) anuman ang panlabas na paglaban ng circuit R.
Ang pinagmumulan ng kapangyarihan na ito ay tinatawag pinagmumulan ng boltahe.
Batas ng Ohm para sa alternating current
Kung mayroong inductance o capacitance sa isang AC circuit, dapat isaalang-alang ang reactance nito.
Sa kasong ito, ang entry para sa Ohm's Law ay magiging ganito:
Dito Z- kabuuang (kumplikadong) paglaban ng circuit - impedance. Kabilang dito ang aktibo R at reaktibo X mga bahagi.
Ang reactance ay nakasalalay sa mga rating ng mga reaktibong elemento, sa dalas at hugis ng kasalukuyang sa circuit.
Maaari kang matuto nang higit pa tungkol sa kumplikadong paglaban sa pahina ng impedance.
Isinasaalang-alang ang phase shift φ
nilikha ng mga reaktibong elemento, ang Batas ng Ohm ay karaniwang isinulat para sa sinusoidal alternating current sa isang komplikadong anyo:
Kumplikadong kasalukuyang amplitude. = I amp e jφ
- kumplikadong boltahe amplitude. = U amp e jφ
- kumplikadong pagtutol. Impedance.
φ
- phase shift angle sa pagitan ng kasalukuyang at boltahe.
e- pare-pareho, ang base ng natural na logarithm.
j- haka-haka na yunit.
I amp, U amp- mga halaga ng amplitude ng sinusoidal na kasalukuyang at boltahe.
Mga di-linear na elemento at circuit
Ang batas ng Ohm ay hindi isang pangunahing batas ng kalikasan at maaaring ilapat sa mga limitadong kaso, halimbawa, para sa karamihan ng mga konduktor.
Hindi ito maaaring gamitin upang kalkulahin ang boltahe at kasalukuyang sa mga semiconductor o vacuum na aparato, kung saan ang dependence na ito ay hindi proporsyonal at maaari lamang matukoy gamit ang kasalukuyang-boltahe na katangian (volt-ampere na katangian). Kasama sa kategoryang ito ng mga elemento ang lahat ng semiconductor device (diodes, transistors, zener diodes, thyristors, varicaps, atbp.) at mga vacuum tube.
Ang mga nasabing elemento at ang mga circuit kung saan ginagamit ang mga ito ay tinatawag na nonlinear.
Ang batas ng Ohm ay madalas na tinatawag na pangunahing batas ng kuryente. Ang sikat na German physicist na si Georg Simon Ohm, na natuklasan ito noong 1826, ay nagtatag ng kaugnayan sa pagitan ng mga pangunahing pisikal na dami ng isang de-koryenteng circuit - paglaban, boltahe at kasalukuyang.
De-koryenteng circuit
Upang mas maunawaan ang kahulugan ng batas ng Ohm, kailangan mong maunawaan kung paano gumagana ang isang de-koryenteng circuit.
Ano ang isang de-koryenteng circuit? Ito ang landas kung saan ang mga particle na may kuryente (mga electron) ay naglalakbay sa isang de-koryenteng circuit.
Upang ang kasalukuyang umiiral sa isang de-koryenteng circuit, kinakailangan na magkaroon ng isang aparato sa loob nito na lilikha at mapanatili ang isang potensyal na pagkakaiba sa mga seksyon ng circuit dahil sa mga puwersa ng hindi elektrikal na pinagmulan. Ang ganitong aparato ay tinatawag Pinagmulan ng DC, at ang mga puwersa - pwersa sa labas.
Tinatawag ko ang isang de-koryenteng circuit kung saan matatagpuan ang kasalukuyang pinagmumulan T kumpletong electrical circuit. Ang kasalukuyang pinagmulan sa naturang circuit ay gumaganap ng humigit-kumulang sa parehong function bilang isang pump pumping liquid sa isang closed hydraulic system.
Ang pinakasimpleng closed electrical circuit ay binubuo ng isang source at isang consumer ng electrical energy, na konektado ng conductors.
Mga parameter ng electrical circuit
Hinango ni Ohm ang kanyang tanyag na batas sa eksperimentong paraan.
Gumawa tayo ng isang simpleng eksperimento.
Magtipon tayo ng isang de-koryenteng circuit kung saan ang kasalukuyang pinagmumulan ay isang baterya, at ang instrumento para sa pagsukat ng kasalukuyang ay isang ammeter na konektado sa serye sa circuit. Ang pagkarga ay isang wire spiral. Susukatin namin ang boltahe gamit ang isang voltmeter na konektado parallel sa spiral. Isara na natin gamit ang susi, ikonekta ang electrical circuit at itala ang mga pagbabasa ng instrumento.
Ikonekta natin ang pangalawang baterya na may eksaktong parehong mga parameter sa unang baterya. Isara natin muli ang circuit. Ipapakita ng mga instrumento na nadoble ang kasalukuyang at boltahe.
Kung magdadagdag ka ng isa sa parehong uri sa 2 baterya, ang kasalukuyang ay triple at ang boltahe ay din triple.
Ang konklusyon ay malinaw: Ang kasalukuyang sa isang konduktor ay direktang proporsyonal sa boltahe na inilapat sa mga dulo ng konduktor.
Sa aming eksperimento, nanatiling pare-pareho ang halaga ng paglaban. Binago lang namin ang magnitude ng kasalukuyang at boltahe sa seksyon ng konduktor. Mag-iwan lang tayo ng isang baterya. Ngunit bilang isang load gagamit tayo ng mga spiral na gawa sa iba't ibang materyales. Iba-iba ang kanilang mga pagtutol. Ang pagkonekta sa kanila nang paisa-isa, ire-record din namin ang mga pagbabasa ng instrumento. Makikita natin na ang kabaligtaran ay totoo dito. Kung mas mataas ang paglaban, mas mababa ang kasalukuyang. Ang kasalukuyang sa isang circuit ay inversely proportional sa paglaban.
Kaya, pinahintulutan kami ng aming karanasan na maitatag ang pagtitiwala ng kasalukuyang sa boltahe at paglaban.
Siyempre, iba ang karanasan ni Ohm. Sa mga araw na iyon ay walang mga ammeter, at upang masukat ang kasalukuyang, gumamit si Ohm ng balanse ng Coulomb torsion. Ang kasalukuyang pinagmulan ay isang elemento ng Volta na gawa sa sink at tanso, na nasa solusyon ng hydrochloric acid. Ang mga wire na tanso ay inilagay sa mga tasang naglalaman ng mercury. Ang mga dulo ng mga wire mula sa kasalukuyang pinagmulan ay dinala din doon. Parehong cross-section ang mga wire, ngunit magkaiba ang haba. Dahil dito, nagbago ang halaga ng paglaban. Sa pamamagitan ng halili na pagpasok ng iba't ibang mga wire sa kadena, naobserbahan namin ang anggulo ng pag-ikot ng magnetic needle sa balanse ng torsion. Sa totoo lang, hindi ang kasalukuyang lakas mismo ang nasusukat, ngunit ang pagbabago sa magnetic effect ng kasalukuyang dahil sa pagsasama ng mga wire ng iba't ibang pagtutol sa circuit. Tinawag ito ni Om na "pagkawala ng lakas."
Ngunit sa isang paraan o iba pa, pinahintulutan siya ng mga eksperimento ng siyentipiko na makuha ang kanyang sikat na batas.
Georg Simon Ohm
Batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit
Samantala, ang formula na hinango ni Ohm mismo ay ganito ang hitsura:
Ito ay walang iba kundi ang formula ng batas ng Ohm para sa isang kumpletong de-koryenteng circuit: "Ang kasalukuyang lakas sa circuit ay proporsyonal sa EMF na kumikilos sa circuit at inversely proporsyonal sa kabuuan ng paglaban ng panlabas na circuit at ang panloob na paglaban ng pinagmulan».
Sa mga eksperimento ni Ohm ang dami X nagpakita ng pagbabago sa kasalukuyang halaga. Sa modernong formula ito ay tumutugma sa kasalukuyang lakasako dumadaloy sa circuit. Magnitude A nailalarawan ang mga katangian ng pinagmulan ng boltahe, na tumutugma sa modernong pagtatalaga ng electromotive force (EMF) ε . Halaga ng halagal depende sa haba ng mga conductor na kumukonekta sa mga elemento ng electrical circuit. Ang halagang ito ay kahalintulad sa paglaban ng isang panlabas na de-koryenteng circuitR . Parameter b nailalarawan ang mga katangian ng buong pag-install kung saan isinagawa ang eksperimento. Sa modernong notasyon ito ayr – panloob na pagtutol ng kasalukuyang pinagmulan.
Paano nakuha ang modernong formula para sa batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit?
Ang emf ng pinagmulan ay katumbas ng kabuuan ng mga pagbagsak ng boltahe sa panlabas na circuit (U ) at sa pinagmulan mismo (U 1 ).
ε = U + U 1 .
Mula sa batas ng Ohm ako = U / R sinusundan iyon U = ako · R , A U 1 = ako · r .
Ang pagpapalit ng mga expression na ito sa nauna, makukuha natin:
ε = I R + I r = I (R + r) , saan
Ayon sa batas ng Ohm, ang boltahe sa panlabas na circuit ay katumbas ng kasalukuyang pinarami ng paglaban. U = I · R. Ito ay palaging mas mababa kaysa sa source emf. Ang pagkakaiba ay katumbas ng halaga U 1 = I r .
Ano ang mangyayari kapag gumagana ang baterya o accumulator? Habang naglalabas ang baterya, tumataas ang panloob na resistensya nito. Dahil dito, tumataas ito U 1 at bumababa U .
Ang buong batas ng Ohm ay nagiging batas ng Ohm para sa isang seksyon ng isang circuit kung aalisin natin ang mga parameter ng pinagmulan mula dito.
Short circuit
Ano ang mangyayari kung ang paglaban ng panlabas na circuit ay biglang naging zero? Sa pang-araw-araw na buhay, maaari nating obserbahan ito kung, halimbawa, ang electrical insulation ng mga wire ay nasira at sila ay nagiging short-circuited. Isang phenomenon ang nagaganap na tinatawag na short circuit. Kasalukuyang tinatawag kasalukuyang short circuit, ay magiging lubhang malaki. Maglalabas ito ng malaking halaga ng init, na maaaring humantong sa sunog. Upang maiwasang mangyari ito, ang mga aparatong tinatawag na piyus ay inilalagay sa circuit. Ang mga ito ay idinisenyo sa paraang kaya nilang sirain ang de-koryenteng circuit sa sandali ng isang maikling circuit.
Batas ng Ohm para sa alternating current
Sa isang alternating circuit ng boltahe, bilang karagdagan sa karaniwang aktibong pagtutol, mayroong reactance (capacitance, inductance).
Para sa mga naturang circuit U = ako · Z , Saan Z - kabuuang pagtutol, na kinabibilangan ng mga aktibo at reaktibong sangkap.
Ngunit ang makapangyarihang mga de-koryenteng makina at power plant ay may mataas na reactance. Sa mga kagamitan sa sambahayan sa paligid natin, ang reaktibong bahagi ay napakaliit na maaari itong balewalain, at para sa mga kalkulasyon gumamit ng isang simpleng paraan ng pagsulat ng batas ng Ohm:
ako = U / R
Kapangyarihan at Batas ng Ohm
Hindi lamang itinatag ng Ohm ang kaugnayan sa pagitan ng boltahe, kasalukuyang at paglaban ng isang de-koryenteng circuit, ngunit nagmula rin ng isang equation para sa pagtukoy ng kapangyarihan:
P = U · ako = ako 2 · R
Tulad ng nakikita mo, mas malaki ang kasalukuyang o boltahe, mas malaki ang kapangyarihan. Dahil ang konduktor o risistor ay hindi isang kapaki-pakinabang na pagkarga, ang kapangyarihan na bumabagsak dito ay itinuturing na pagkawala ng kuryente. Ito ay ginagamit upang init ang konduktor. At kung mas malaki ang paglaban ng naturang konduktor, mas maraming kapangyarihan ang nawala dito. Upang mabawasan ang pagkawala ng pag-init, ang mga konduktor na may mas mababang pagtutol ay ginagamit sa circuit. Ginagawa ito, halimbawa, sa malakas na pag-install ng tunog.
Sa halip na isang epilogue
Isang maliit na pahiwatig para sa mga nalilito at hindi maalala ang formula ng batas ng Ohm.
Hatiin ang tatsulok sa 3 bahagi. Bukod dito, kung paano natin ito gagawin ay ganap na hindi mahalaga. Ipasok natin sa bawat isa sa kanila ang mga dami na kasama sa batas ng Ohm - tulad ng ipinapakita sa figure.
Isara natin ang halaga na kailangang hanapin. Kung ang natitirang mga halaga ay nasa parehong antas, kailangan nilang i-multiply. Kung matatagpuan ang mga ito sa iba't ibang antas, dapat na hatiin ang value na nasa itaas ng mas mababa.
Ang batas ng Ohm ay malawakang ginagamit sa pagsasanay kapag nagdidisenyo ng mga de-koryenteng network sa produksyon at sa bahay.
Ang pangunahing batas ng electrical engineering, kung saan maaari mong pag-aralan at kalkulahin ang mga electrical circuit, ay ang batas ng Ohm, na nagtatatag ng ugnayan sa pagitan ng kasalukuyang, boltahe at paglaban. Kinakailangan na malinaw na maunawaan ang kakanyahan nito at magamit ito nang tama kapag nilulutas ang mga praktikal na problema. Kadalasan ang mga pagkakamali ay nagagawa sa electrical engineering dahil sa kawalan ng kakayahang ilapat nang tama ang batas ng Ohm.
Ang batas ng Ohm para sa isang seksyon ng circuit ay nagsasaad: ang kasalukuyang ay direktang proporsyonal sa boltahe at inversely proporsyonal sa paglaban.
Kung tataas mo ang boltahe na kumikilos sa isang de-koryenteng circuit nang maraming beses, kung gayon ang kasalukuyang sa circuit na ito ay tataas ng parehong halaga. At kung tataas mo ang circuit resistance ng ilang beses, ang kasalukuyang ay bababa ng parehong halaga. Katulad nito, mas malaki ang presyon at mas kaunting paglaban ang ibinibigay ng tubo sa paggalaw ng tubig, mas malaki ang daloy ng tubig sa tubo.
Sa isang tanyag na anyo, ang batas na ito ay maaaring mabalangkas tulad ng sumusunod: mas mataas ang boltahe sa parehong pagtutol, mas mataas ang kasalukuyang, at sa parehong oras, mas mataas ang paglaban sa parehong boltahe, mas mababa ang kasalukuyang.
Upang ipahayag ang batas ng Ohm sa pinakasimpleng matematika, pinaniniwalaan na Ang paglaban ng isang konduktor kung saan ang isang kasalukuyang ng 1 A ay pumasa sa isang boltahe ng 1 V ay 1 Ohm.
Ang kasalukuyang sa mga amperes ay maaaring palaging matukoy sa pamamagitan ng paghahati ng boltahe sa volts sa pamamagitan ng paglaban sa ohms. kaya lang Batas ng Ohm para sa isang seksyon ng circuit ay isinulat ng sumusunod na pormula:
Ako = U/R.
Magic triangle
Anumang seksyon o elemento ng isang de-koryenteng circuit ay maaaring mailalarawan gamit ang tatlong katangian: kasalukuyang, boltahe at paglaban.
Paano gamitin ang tatsulok ng Ohm: isara ang nais na halaga - ang iba pang dalawang simbolo ay magbibigay ng formula para sa pagkalkula nito. Sa pamamagitan ng paraan, ang batas ng Ohm ay tinatawag lamang ng isang formula mula sa tatsulok - ang isa na sumasalamin sa pag-asa ng kasalukuyang sa boltahe at paglaban. Ang iba pang dalawang pormula, bagama't sila ang mga kahihinatnan nito, ay walang pisikal na kahulugan.
Ang mga kalkulasyon na isinagawa gamit ang batas ng Ohm para sa isang seksyon ng isang circuit ay magiging tama kapag ang boltahe ay ipinahayag sa volts, paglaban sa ohms at kasalukuyang sa amperes. Kung maraming mga yunit ng pagsukat ng mga dami na ito ang ginamit (halimbawa, milliamps, millivolts, megaohms, atbp.), pagkatapos ay dapat silang i-convert sa amperes, volts at ohms, ayon sa pagkakabanggit. Upang bigyang-diin ito, minsan ang formula ng batas ng Ohm para sa isang seksyon ng isang circuit ay nakasulat tulad nito:
ampere = volt/ohm
Maaari mo ring kalkulahin ang kasalukuyang sa milliamps at microamps, habang ang boltahe ay dapat ipahayag sa volts, at ang paglaban sa kilo-ohms at mega-ohms, ayon sa pagkakabanggit.
Iba pang mga artikulo tungkol sa kuryente sa isang simple at naa-access na presentasyon:
Ang batas ng Ohm ay may bisa para sa anumang seksyon ng circuit. Kung kinakailangan upang matukoy ang kasalukuyang sa isang naibigay na seksyon ng circuit, pagkatapos ay kinakailangan upang hatiin ang boltahe na kumikilos sa seksyong ito (Larawan 1) sa pamamagitan ng paglaban ng partikular na seksyon na ito.
Fig 1. Paglalapat ng batas ng Ohm sa isang seksyon ng isang circuit
Magbigay tayo ng isang halimbawa ng pagkalkula ng kasalukuyang gamit ang batas ng Ohm. Ipagpalagay na nais mong matukoy ang kasalukuyang sa isang lampara na may paglaban na 2.5 Ohms, kung ang boltahe na inilapat sa lampara ay 5 V. Hinahati ang 5 V sa 2.5 Ohms, nakakakuha tayo ng kasalukuyang halaga ng 2 A. Sa pangalawang halimbawa, kami matukoy ang kasalukuyang dadaloy sa ilalim ng impluwensya ng isang boltahe ng 500 V sa isang circuit na ang paglaban ay 0.5 MOhm. Upang gawin ito, ipinahayag namin ang paglaban sa ohms. Ang paghahati ng 500 V ng 500,000 Ohms, nakita namin ang halaga ng kasalukuyang sa circuit, na katumbas ng 0.001 A o 1 mA.
Kadalasan, alam ang kasalukuyang at paglaban, ang boltahe ay tinutukoy gamit ang batas ng Ohm. Isulat natin ang formula para sa pagtukoy ng boltahe
U = IR
Mula sa formula na ito ay malinaw na ang boltahe sa mga dulo ng isang ibinigay na seksyon ng circuit ay direktang proporsyonal sa kasalukuyang at paglaban. Ang kahulugan ng pag-asa na ito ay hindi mahirap maunawaan. Kung hindi mo binago ang paglaban ng isang seksyon ng circuit, maaari mong dagdagan ang kasalukuyang sa pamamagitan lamang ng pagtaas ng boltahe. Nangangahulugan ito na sa patuloy na paglaban, ang mas malaking kasalukuyang ay tumutugma sa mas malaking boltahe. Kung kinakailangan upang makuha ang parehong kasalukuyang sa iba't ibang mga resistensya, kung gayon sa isang mas mataas na pagtutol ay dapat mayroong isang katumbas na mas mataas na boltahe.
Ang boltahe sa isang seksyon ng isang circuit ay madalas na tinatawag pagbaba ng boltahe. Madalas itong humantong sa hindi pagkakaunawaan. Maraming mga tao ang nag-iisip na ang pagbagsak ng boltahe ay isang uri ng nasayang na hindi kinakailangang boltahe. Sa katotohanan, ang mga konsepto ng boltahe at pagbaba ng boltahe ay katumbas.
Ang pagkalkula ng boltahe gamit ang batas ng Ohm ay maaaring ilarawan sa sumusunod na halimbawa. Hayaang dumaan ang isang kasalukuyang 5 mA sa isang seksyon ng isang circuit na may pagtutol na 10 kOhm at kailangan mong matukoy ang boltahe sa seksyong ito.
Pagpaparami I = 0.005 A sa R -10000 Ohm, nakakakuha tayo ng boltahe na katumbas ng 5 0 V. Makukuha natin ang parehong resulta sa pamamagitan ng pagpaparami ng 5 mA sa 10 kOhm: U = 50 V
Sa mga elektronikong aparato, ang kasalukuyang ay karaniwang ipinahayag sa milliamps at paglaban sa kilo-ohms. Samakatuwid, maginhawang gamitin ang mga yunit ng pagsukat na ito sa mga kalkulasyon ayon sa batas ng Ohm.
Kinakalkula din ng batas ng Ohm ang paglaban kung alam ang boltahe at kasalukuyang. Ang formula para sa kasong ito ay nakasulat bilang mga sumusunod: R = U/I.
Ang paglaban ay palaging isang ratio ng boltahe sa kasalukuyang. Kung ang boltahe ay tumaas o bumaba nang maraming beses, ang kasalukuyang ay tataas o bababa sa parehong bilang ng beses. Ang ratio ng boltahe sa kasalukuyang, katumbas ng paglaban, ay nananatiling hindi nagbabago.
Ang pormula para sa pagtukoy ng paglaban ay hindi dapat unawain na nangangahulugan na ang paglaban ng isang ibinigay na konduktor ay nakasalalay sa pag-agos at boltahe. Ito ay kilala na ito ay depende sa haba, cross-sectional area at materyal ng konduktor. Sa hitsura, ang formula para sa pagtukoy ng paglaban ay kahawig ng formula para sa pagkalkula ng kasalukuyang, ngunit mayroong isang pangunahing pagkakaiba sa pagitan nila.
Ang kasalukuyang sa isang partikular na seksyon ng circuit ay talagang nakasalalay sa boltahe at paglaban at mga pagbabago kapag nagbago sila. At ang paglaban ng isang naibigay na seksyon ng circuit ay isang pare-pareho ang halaga, independiyenteng ng mga pagbabago sa boltahe at kasalukuyang, ngunit katumbas ng ratio ng mga halagang ito.
Kapag ang parehong kasalukuyang pumasa sa dalawang seksyon ng isang circuit, at ang mga boltahe na inilapat sa kanila ay naiiba, ito ay malinaw na ang seksyon kung saan ang mas malaking boltahe ay inilapat ay may katumbas na mas malaking pagtutol.
At kung, sa ilalim ng impluwensya ng parehong boltahe, ang iba't ibang mga alon ay pumasa sa dalawang magkaibang mga seksyon ng circuit, kung gayon ang mas maliit na kasalukuyang ay palaging nasa seksyon na may mas malaking pagtutol. Ang lahat ng ito ay sumusunod mula sa pangunahing pagbabalangkas ng batas ng Ohm para sa isang seksyon ng isang circuit, ibig sabihin, mula sa katotohanan na mas malaki ang kasalukuyang, mas malaki ang boltahe at mas mababa ang paglaban.
Ipapakita namin ang pagkalkula ng paglaban gamit ang batas ng Ohm para sa isang seksyon ng isang circuit gamit ang sumusunod na halimbawa. Hayaang kailangan mong hanapin ang paglaban ng seksyon kung saan ang isang kasalukuyang 50 mA ay pumasa sa isang boltahe ng 40 V. Ang pagpapahayag ng kasalukuyang sa amperes, nakukuha namin ang I = 0.05 A. Hatiin ang 40 sa 0.05 at hanapin na ang paglaban ay 800 Ohms.
Ang batas ng Ohm ay maaaring malinaw na kinakatawan bilang ang tinatawag na mga katangian ng kasalukuyang boltahe. Tulad ng alam mo, ang isang direktang proporsyonal na relasyon sa pagitan ng dalawang dami ay isang tuwid na linya na dumadaan sa pinagmulan. Ang pag-asa na ito ay karaniwang tinatawag na linear.
Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 2 bilang isang halimbawa ang isang graph ng batas ng Ohm para sa isang seksyon ng isang circuit na may resistensya na 100 Ohms. Ang pahalang na axis ay kumakatawan sa boltahe sa volts, at ang vertical axis ay kumakatawan sa kasalukuyang sa amperes. Ang sukat ng kasalukuyang at boltahe ay maaaring mapili ayon sa ninanais. Ang isang tuwid na linya ay iginuhit upang para sa anumang punto ang ratio ng boltahe sa kasalukuyang ay 100 Ohms. Halimbawa, kung U = 50 V, pagkatapos ay I = 0.5 A at R = 50: 0.5 = 100 Ohm.
kanin. 2. Batas ng Ohm (katangian ng volt-ampere)
Ang graph ng batas ng Ohm para sa mga negatibong halaga ng kasalukuyang at boltahe ay may parehong hitsura. Ito ay nagpapahiwatig na ang kasalukuyang sa circuit ay dumadaloy nang pantay sa parehong direksyon. Kung mas malaki ang paglaban, mas mababa ang kasalukuyang nakukuha sa isang ibinigay na boltahe at mas flat ang tuwid na linya.
Ang mga aparato kung saan ang kasalukuyang-boltahe na katangian ay isang tuwid na linya na dumadaan sa pinagmulan ng mga coordinate, ibig sabihin, ang paglaban ay nananatiling pare-pareho kapag ang boltahe o kasalukuyang nagbabago, ay tinatawag mga linear na aparato. Ginagamit din ang mga terminong linear circuit at linear resistance.
Mayroon ding mga device kung saan nagbabago ang resistensya kapag nagbabago ang boltahe o kasalukuyang. Pagkatapos ang relasyon sa pagitan ng kasalukuyang at boltahe ay ipinahayag hindi ayon sa batas ng Ohm, ngunit sa isang mas kumplikadong paraan. Para sa mga naturang device, ang kasalukuyang boltahe na katangian ay hindi isang tuwid na linya na dumadaan sa pinanggalingan ng mga coordinate, ngunit magiging alinman sa isang curve o isang putol na linya. Ang mga device na ito ay tinatawag na nonlinear.
Mnemonic diagram para sa batas ng Ohm
Kumusta, mahal na mga mambabasa ng website ng Electrician's Notes..
Ngayon ay magbubukas ako ng bagong seksyon sa site na tinatawag.
Sa seksyong ito susubukan kong ipaliwanag sa iyo ang mga isyu sa electrical engineering sa isang malinaw at simpleng paraan. Sasabihin ko kaagad na hindi tayo susubok ng masyadong malayo sa teoretikal na kaalaman, ngunit malalaman natin ang mga pangunahing kaalaman sa sapat na pagkakasunud-sunod.
Ang unang bagay na gusto kong ipakilala sa iyo ay ang batas ng Ohm para sa isang seksyon ng isang chain. Ito ang pinakapangunahing batas na dapat malaman ng lahat.
Ang kaalaman sa batas na ito ay magpapahintulot sa amin na madali at tumpak na matukoy ang mga halaga ng kasalukuyang, boltahe (potensyal na pagkakaiba) at paglaban sa isang seksyon ng circuit.
Sino si Om? Isang maliit na kasaysayan
Ang batas ng Ohm ay natuklasan ng sikat na German physicist na si Georg Simon Ohm noong 1826. Ito ang itsura niya.
Hindi ko sasabihin sa iyo ang buong talambuhay ni Georg Ohm. Maaari mong malaman ang higit pa tungkol dito sa iba pang mga mapagkukunan.
Sasabihin ko lang ang pinakamahalagang bagay.
Ang pinakapangunahing batas ng electrical engineering ay ipinangalan sa kanya, na aktibong ginagamit namin sa mga kumplikadong kalkulasyon sa disenyo, sa produksyon at sa pang-araw-araw na buhay.
Ang batas ng Ohm para sa isang homogenous na seksyon ng isang chain ay ang mga sumusunod:
I - ang halaga ng kasalukuyang dumadaloy sa isang seksyon ng circuit (sinusukat sa amperes)
U - halaga ng boltahe sa isang seksyon ng circuit (sinusukat sa volts)
R - halaga ng paglaban ng seksyon ng circuit (sinusukat sa Ohms)
Kung ang formula ay ipinaliwanag sa mga salita, lumalabas na ang kasalukuyang lakas ay proporsyonal sa boltahe at inversely proporsyonal sa paglaban ng seksyon ng circuit.
Magsagawa tayo ng isang eksperimento
Upang maunawaan ang formula hindi sa mga salita, ngunit sa mga gawa, kailangan mong tipunin ang sumusunod na diagram:
Ang layunin ng artikulong ito ay ipakita nang malinaw kung paano gamitin ang batas ng Ohm para sa isang seksyon ng isang circuit. Samakatuwid, binuo ko ang circuit na ito sa aking workbench. Tingnan sa ibaba kung ano ang hitsura niya.
Gamit ang control (selection) key, maaari mong piliin ang alinman sa pare-parehong boltahe o alternating boltahe sa output. Sa aming kaso, ang palaging boltahe ay ginagamit. Binabago ko ang antas ng boltahe gamit ang isang laboratoryo autotransformer (LATR).
Sa aming eksperimento, gagamit ako ng boltahe sa isang seksyon ng circuit na katumbas ng 220 (V). Sinusuri namin ang boltahe ng output gamit ang isang voltmeter.
Ngayon ay ganap na kaming handa na magsagawa ng aming sariling eksperimento at subukan ang batas ng Ohm sa katotohanan.
Sa ibaba ay magbibigay ako ng 3 halimbawa. Sa bawat halimbawa, tutukuyin natin ang kinakailangang halaga gamit ang 2 pamamaraan: gamit ang isang formula at sa praktikal na paraan.
Halimbawa #1
Sa unang halimbawa, kailangan nating hanapin ang kasalukuyang (I) sa circuit, alam ang magnitude ng patuloy na pinagmumulan ng boltahe at ang halaga ng paglaban ng LED light bulb.
Ang boltahe ng pinagmulan ng DC boltahe ay U = 220 (V). Ang paglaban ng isang LED light bulb ay R = 40740 (Ohm).
Gamit ang formula, nakita namin ang kasalukuyang sa circuit:
I = U/R = 220 / 40740 = 0.0054 (A)
Kumonekta kami sa serye gamit ang LED light bulb, naka-on sa ammeter mode, at sinusukat ang kasalukuyang sa circuit.
Ipinapakita ng display ng multimeter ang kasalukuyang circuit. Ang halaga nito ay 5.4 (mA) o 0.0054 (A), na tumutugma sa kasalukuyang natagpuan ng formula.
Halimbawa Blg. 2
Sa pangalawang halimbawa, kailangan nating hanapin ang boltahe (U) ng isang seksyon ng circuit, alam ang dami ng kasalukuyang sa circuit at ang halaga ng paglaban ng LED light bulb.
I = 0.0054 (A)
R = 40740 (Ohm)
Gamit ang formula, nakita namin ang boltahe ng seksyon ng circuit:
U = I*R = 0.0054 *40740 = 219.9 (V) = 220 (V)
Ngayon suriin natin ang resulta na nakuha sa isang praktikal na paraan.
Ikinonekta namin ang isang multimeter na naka-on sa voltmeter mode na kahanay sa LED light bulb at sukatin ang boltahe.
Ipinapakita ng display ng multimeter ang sinusukat na boltahe. Ang halaga nito ay 220 (V), na tumutugma sa boltahe na natagpuan gamit ang formula ng batas ng Ohm para sa isang seksyon ng circuit.
Halimbawa Blg. 3
Sa ikatlong halimbawa, kailangan nating hanapin ang paglaban (R) ng isang seksyon ng circuit, alam ang magnitude ng kasalukuyang sa circuit at ang halaga ng boltahe ng seksyon ng circuit.
I = 0.0054 (A)
U = 220 (V)
Muli, gamitin natin ang formula at hanapin ang paglaban ng seksyon ng circuit:
R = U/I = 220/0.0054 = 40740.7 (Ohm)
Ngayon suriin natin ang resulta na nakuha sa isang praktikal na paraan.
Sinusukat namin ang paglaban ng isang LED light bulb gamit ang isang multimeter.
Ang nagresultang halaga ay R = 40740 (Ohm), na tumutugma sa paglaban na natagpuan ng formula.
Gaano kadaling tandaan ang Batas ng Ohm para sa isang seksyon ng isang circuit!!!
Upang hindi malito at madaling matandaan ang formula, maaari kang gumamit ng isang maliit na pahiwatig na maaari mong gawin sa iyong sarili.
Gumuhit ng isang tatsulok at ipasok ang mga parameter ng electrical circuit dito, ayon sa figure sa ibaba. Dapat mong makuha ito ng ganito.
Paano ito gamitin?
Ang paggamit ng hint triangle ay napakadali at simple. Isara gamit ang iyong daliri ang parameter ng circuit na kailangang mahanap.
Kung ang natitirang mga parameter sa tatsulok ay matatagpuan sa parehong antas, pagkatapos ay kailangan nilang i-multiply.
Kung ang natitirang mga parameter sa tatsulok ay matatagpuan sa iba't ibang mga antas, pagkatapos ay kinakailangan upang hatiin ang itaas na parameter sa mas mababang isa.
Sa tulong ng isang hint triangle, hindi ka malito sa formula. Ngunit mas mahusay na matutunan ito tulad ng talahanayan ng pagpaparami.
mga konklusyon
Sa dulo ng artikulo ay gagawa ako ng konklusyon.
Ang electric current ay isang direktang daloy ng mga electron mula sa punto B na may minus na potensyal hanggang sa puntong A na may plus potensyal. At mas mataas ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga puntong ito, mas maraming mga electron ang lilipat mula sa punto B hanggang sa punto A, i.e. Ang kasalukuyang sa circuit ay tataas, sa kondisyon na ang circuit resistance ay nananatiling hindi nagbabago.
Ngunit ang paglaban ng bombilya ay sumasalungat sa daloy ng electric current. At mas malaki ang paglaban sa circuit (serye na koneksyon ng ilang mga ilaw na bombilya), mas mababa ang magiging kasalukuyang sa circuit, sa isang pare-pareho ang boltahe ng network.
P.S. Dito sa Internet nakakita ako ng isang nakakatawa ngunit nagpapaliwanag na cartoon sa paksa ng batas ng Ohm para sa isang seksyon ng isang circuit.
Sabi nila: "Kung hindi mo alam ang batas ni Ohm, manatili sa bahay." Kaya't ating alamin (tandaan) kung anong uri ito ng batas, at matapang na mamasyal.
Mga pangunahing konsepto ng batas ng Ohm
Paano maintindihan ang batas ng Ohm? Kailangan mo lang malaman kung ano ang nasa kahulugan nito. At dapat kang magsimula sa pamamagitan ng pagtukoy sa kasalukuyang, boltahe at paglaban.
Kasalukuyang lakas I
Hayaang dumaloy ang isang kasalukuyang konduktor. Iyon ay, mayroong isang direktang paggalaw ng mga sisingilin na particle - halimbawa, ito ay mga electron. Ang bawat electron ay may elementarya na electric charge (e= -1.60217662 × 10 -19 Coulomb). Sa kasong ito, ang isang tiyak na singil sa kuryente na katumbas ng kabuuan ng lahat ng mga singil ng dumadaloy na mga electron ay dadaan sa isang tiyak na ibabaw sa isang tiyak na tagal ng panahon.
Ang ratio ng singil sa oras ay tinatawag na kasalukuyang lakas. Ang mas maraming singil ay dumadaan sa isang konduktor sa isang tiyak na oras, mas malaki ang kasalukuyang. Ang kasalukuyang lakas ay sinusukat sa Ampere.
Boltahe U, o potensyal na pagkakaiba
Ito ang eksaktong bagay na nagpapagalaw ng mga electron. Ang potensyal ng kuryente ay nagpapakilala sa kakayahan ng isang field na gumawa ng trabaho upang ilipat ang singil mula sa isang punto patungo sa isa pa. Kaya, sa pagitan ng dalawang punto ng isang konduktor ay may potensyal na pagkakaiba, at ang electric field ay gumagana upang maglipat ng singil.
Ang isang pisikal na dami na katumbas ng trabaho ng epektibong electric field sa panahon ng paglipat ng electric charge ay tinatawag na boltahe. Sinukat sa Voltach. Isa Volt ay ang boltahe na, kapag ang isang singil ay gumagalaw 1 Cl gumagana ang katumbas ng 1 Joule.
Paglaban R
Ang kasalukuyang, tulad ng alam natin, ay dumadaloy sa isang konduktor. Hayaan itong maging isang uri ng kawad. Ang paglipat sa kahabaan ng isang wire sa ilalim ng impluwensya ng isang field, ang mga electron ay bumangga sa mga atomo ng wire, ang konduktor ay uminit, at ang mga atomo sa kristal na sala-sala ay nagsisimulang manginig, na lumilikha ng higit pang mga problema para sa mga electron na gumalaw. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na paglaban. Depende ito sa temperatura, materyal, conductor cross-section at sinusukat sa Omaha.
Pagbubuo at pagpapaliwanag ng batas ng Ohm
Ang batas ng guro ng Aleman na si Georg Ohm ay napaka-simple. Ito ay nagbabasa:
Ang kasalukuyang lakas sa isang seksyon ng circuit ay direktang proporsyonal sa boltahe at inversely proporsyonal sa paglaban.
Hinango ni Georg Ohm ang batas na ito nang eksperimental (empirically) sa 1826 taon. Naturally, mas malaki ang paglaban ng seksyon ng circuit, mas mababa ang kasalukuyang. Alinsunod dito, mas mataas ang boltahe, mas malaki ang kasalukuyang.
Siya nga pala! Para sa aming mga mambabasa mayroon na ngayong 10% na diskwento sa
Ang pagbabalangkas ng batas ng Ohm ay ang pinakasimpleng at angkop para sa isang seksyon ng isang circuit. Sa pagsasabi ng "circuit section" ang ibig naming sabihin ay ito ay isang homogenous na seksyon kung saan walang kasalukuyang mga source na may EMF. Upang ilagay ito nang simple, ang seksyon na ito ay naglalaman ng ilang uri ng paglaban, ngunit walang baterya dito na nagbibigay ng kasalukuyang mismo.
Kung isasaalang-alang natin ang batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit, ang pagbabalangkas nito ay bahagyang naiiba.
Magkaroon tayo ng isang circuit, mayroon itong kasalukuyang pinagmumulan na lumilikha ng boltahe, at ilang uri ng paglaban.
Ang batas ay isusulat tulad ng sumusunod:
Ang paliwanag ng batas ng Ohm para sa isang guwang na kadena ay hindi pangunahing naiiba sa paliwanag para sa isang seksyon ng isang kadena. Tulad ng nakikita mo, ang paglaban ay binubuo ng paglaban mismo at ang panloob na paglaban ng kasalukuyang pinagmulan, at sa halip na boltahe, ang electromotive na puwersa ng pinagmulan ay lilitaw sa formula.
Sa pamamagitan ng paraan, basahin ang tungkol sa kung ano ang EMF sa aming hiwalay na artikulo.
Paano maintindihan ang batas ng Ohm?
Upang madaling maunawaan ang batas ng Ohm, tingnan natin ang pagkakatulad ng kumakatawan sa kasalukuyang bilang isang likido. Ito mismo ang naisip ni Georg Ohm nang magsagawa siya ng mga eksperimento na humantong sa pagkatuklas ng batas na ipinangalan sa kanya.
Isipin natin na ang kasalukuyang ay hindi ang paggalaw ng mga particle ng carrier ng singil sa isang konduktor, ngunit ang paggalaw ng daloy ng tubig sa isang tubo. Una, ang tubig ay itinaas sa pamamagitan ng isang bomba patungo sa istasyon ng pumping, at mula doon, sa ilalim ng impluwensya ng potensyal na enerhiya, ito ay bumababa at dumadaloy sa tubo. Bukod dito, mas mataas ang pump na nagbobomba ng tubig, mas mabilis itong dumaloy sa tubo.
Ito ay sumusunod na ang bilis ng daloy ng tubig (kasalukuyang lakas sa wire) ay magiging mas malaki, mas malaki ang potensyal na enerhiya ng tubig (potensyal na pagkakaiba)
Ang kasalukuyang lakas ay direktang proporsyonal sa boltahe.
Ngayon ay bumaling tayo sa paglaban. Ang hydraulic resistance ay ang resistensya ng isang tubo dahil sa diameter at pagkamagaspang ng dingding nito. Lohikal na ipagpalagay na mas malaki ang diameter, mas mababa ang paglaban ng tubo, at mas malaki ang dami ng tubig (mas mataas na kasalukuyang) na dadaloy sa cross-section nito.
Ang kasalukuyang lakas ay inversely proportional sa paglaban.
Ang pagkakatulad na ito ay maaaring gawin lamang para sa isang pangunahing pag-unawa sa batas ng Ohm, dahil ang orihinal na anyo nito ay talagang isang medyo magaspang na pagtatantya, na, gayunpaman, ay nakakahanap ng mahusay na aplikasyon sa pagsasanay.
Sa katotohanan, ang paglaban ng isang sangkap ay dahil sa mga panginginig ng boses ng mga atomo ng kristal na sala-sala, at ang kasalukuyang ay dahil sa paggalaw ng mga carrier ng libreng bayad. Sa mga metal, ang mga libreng carrier ay mga electron na nakatakas mula sa mga atomic orbit.
Sa artikulong ito sinubukan naming magbigay ng isang simpleng paliwanag ng batas ng Ohm. Ang pag-alam sa mga tila simpleng bagay na ito ay maaaring magsilbi sa iyo ng mabuti sa pagsusulit. Siyempre, ibinigay namin ang pinakasimpleng pormulasyon nito ng batas ng Ohm at hindi na ngayon ay pupunta sa gubat ng mas mataas na pisika, na nakikitungo sa aktibo at reaktibong pagtutol at iba pang mga subtleties.
Kung mayroon kang ganoong pangangailangan, ikalulugod ng aming mga tauhan na tulungan ka. At sa wakas, inaanyayahan ka naming manood ng isang kawili-wiling video tungkol sa batas ng Ohm. Ito ay talagang pang-edukasyon!