Kwa asili, kuna aina mbili kuu za vifaa, conductive na zisizo za conducting (dielectrics). Nyenzo hizi hutofautiana mbele ya hali ya harakati ya sasa ya umeme (elektroni) ndani yao.

Waendeshaji wa umeme hufanywa kutoka kwa vifaa vya conductive (shaba, alumini, grafiti, na wengine wengi), ambayo elektroni hazifungwa na zinaweza kusonga kwa uhuru.

Katika dielectri, elektroni zimefungwa kwa atomi, kwa hivyo sasa haiwezi kupita ndani yao. Wao hutumiwa kufanya insulation kwa waya na sehemu za vifaa vya umeme.

Ili elektroni kuanza kuhamia kwenye kondakta (sasa inapita kupitia sehemu ya mzunguko), wanahitaji kuunda hali. Ili kufanya hivyo, lazima kuwe na ziada ya elektroni mwanzoni mwa sehemu ya mnyororo, na upungufu mwishoni. Ili kuunda hali hiyo, vyanzo vya voltage hutumiwa - accumulators, betri, mimea ya nguvu.

Mnamo 1827 Georg Simon Ohm aligundua sheria ya mkondo wa umeme. Sheria na kitengo cha kipimo cha upinzani kilipewa jina lake. Maana ya sheria ni kama ifuatavyo.

Bomba kubwa zaidi na shinikizo la maji katika ugavi wa maji (kama kipenyo cha bomba kinaongezeka, upinzani wa maji hupungua) - maji zaidi yatapita. Ikiwa tunafikiri kwamba maji ni elektroni (umeme wa sasa), basi waya zaidi na juu ya voltage (kama sehemu ya msalaba wa waya inavyoongezeka, upinzani wa sasa unapungua) - zaidi ya sasa itapita kupitia sehemu ya mzunguko.

Sasa inapita kupitia mzunguko wa umeme ni sawia moja kwa moja na voltage iliyotumiwa na inversely sawia na thamani ya upinzani wa mzunguko.

Wapi I- nguvu ya sasa, iliyopimwa kwa amperes na imeonyeshwa na barua A; U KATIKA; R- upinzani, kipimo katika ohms na mteule Ohm.

Ikiwa voltage ya usambazaji inajulikana U na upinzani wa kifaa cha umeme R, kisha kwa kutumia formula hapo juu, kwa kutumia calculator online, ni rahisi kuamua nguvu ya sasa inapita kupitia mzunguko. I.

Kutumia sheria ya Ohm, vigezo vya umeme vya wiring umeme, vipengele vya kupokanzwa, na vipengele vyote vya redio vya vifaa vya kisasa vya umeme, iwe ni kompyuta, TV au simu ya mkononi, huhesabiwa.

Utumiaji wa sheria ya Ohm katika mazoezi

Katika mazoezi, mara nyingi ni muhimu kuamua sio nguvu ya sasa I, na thamani ya upinzani R. Kwa kubadilisha formula ya Sheria ya Ohm, unaweza kuhesabu thamani ya upinzani R, kujua mkondo unaopita I na thamani ya voltage U.

Thamani ya upinzani inaweza kuhitaji kuhesabiwa, kwa mfano, wakati wa kufanya kizuizi cha mzigo ili kupima usambazaji wa umeme wa kompyuta. Kwa kawaida kuna lebo kwenye kipochi cha usambazaji wa nishati ya kompyuta inayoorodhesha kiwango cha juu cha sasa cha mzigo kwa kila voltage. Inatosha kuingiza maadili ya voltage na kiwango cha juu cha mzigo wa sasa kwenye uwanja wa calculator na kama matokeo ya hesabu tunapata thamani ya upinzani wa mzigo kwa voltage fulani. Kwa mfano, kwa voltage ya +5 V kwa kiwango cha juu cha 20 A, upinzani wa mzigo utakuwa 0.25 Ohm.

Mfumo wa Sheria wa Joule-Lenz

Tumehesabu thamani ya kupinga kwa kutengeneza kizuizi cha mzigo kwa usambazaji wa umeme wa kompyuta, lakini bado tunahitaji kuamua ni nguvu gani ya kupinga inapaswa kuwa nayo? Sheria nyingine ya fizikia itasaidia hapa, ambayo iligunduliwa wakati huo huo na wanafizikia wawili kwa kujitegemea. Mnamo 1841 James Joule, na mnamo 1842 Emil Lenz. Sheria hii ilipewa jina lao - Sheria ya Joule-Lenz.

Nguvu inayotumiwa na mzigo ni sawia moja kwa moja na voltage iliyotumiwa na sasa inapita. Kwa maneno mengine, wakati voltage na mabadiliko ya sasa, matumizi ya nguvu yatabadilika sawia.

Wapi P- nguvu, kipimo katika wati na kuteuliwa W; U- voltage, iliyopimwa kwa volts na inaonyeshwa na barua KATIKA; I- nguvu ya sasa, iliyopimwa kwa amperes na inaonyeshwa na barua A.

Kujua voltage ya usambazaji na sasa inayotumiwa na kifaa cha umeme, unaweza kutumia formula ili kuamua ni kiasi gani cha nguvu kinachotumia. Ingiza tu data kwenye visanduku vilivyo hapa chini kwenye kikokotoo cha mtandaoni.

Sheria ya Joule-Lenz pia hukuruhusu kujua sasa inayotumiwa na kifaa cha umeme kwa kujua nguvu zake na voltage ya usambazaji. Kiasi cha sasa kinachotumiwa ni muhimu, kwa mfano, kuchagua sehemu ya msalaba wa waya wakati wa kuweka wiring umeme au kuhesabu rating.

Kwa mfano, hebu tuhesabu matumizi ya sasa ya mashine ya kuosha. Kwa mujibu wa pasipoti, matumizi ya nguvu ni 2200 W, voltage katika mtandao wa umeme wa kaya ni 220 V. Tunabadilisha data kwenye madirisha ya calculator, tunaona kwamba mashine ya kuosha hutumia sasa ya 10 A.

Mfano mwingine: unaamua kusakinisha taa ya ziada au amplifier ya sauti kwenye gari lako. Kujua matumizi ya nguvu ya kifaa kilichowekwa cha umeme, ni rahisi kuhesabu matumizi ya sasa na kuchagua sehemu sahihi ya waya kwa kuunganishwa kwa waya za umeme za gari. Wacha tuseme kwamba taa ya ziada hutumia nguvu ya 100 W (nguvu ya balbu iliyowekwa kwenye taa ya taa), voltage ya bodi ya mtandao wa gari ni 12 V. Tunabadilisha maadili ya nguvu na voltage ndani. madirisha ya calculator, tunaona kwamba sasa zinazotumiwa itakuwa 8.33 A.

Baada ya kuelewa fomula mbili rahisi, unaweza kuhesabu kwa urahisi mikondo inayopita kupitia waya, matumizi ya nguvu ya vifaa vyovyote vya umeme - utaanza kuelewa misingi ya uhandisi wa umeme.

Fomula zilizogeuzwa za Sheria ya Ohm na Joule-Lenz

Nilikutana na picha kwenye mtandao kwa namna ya kibao cha pande zote, ambacho kanuni za Sheria ya Ohm na Sheria ya Joule-Lenz na chaguzi za mabadiliko ya hisabati ya kanuni zimewekwa kwa ufanisi. Sahani inawakilisha sekta nne ambazo hazihusiani na kila mmoja na ni rahisi sana kwa matumizi ya vitendo

Kutumia meza, ni rahisi kuchagua formula ya kuhesabu parameter inayohitajika ya mzunguko wa umeme kwa kutumia nyingine mbili zinazojulikana. Kwa mfano, unahitaji kuamua matumizi ya sasa ya bidhaa kulingana na nguvu inayojulikana na voltage ya mtandao wa usambazaji. Kuangalia meza katika sekta ya sasa, tunaona kwamba formula I=P/U inafaa kwa hesabu.

Na ikiwa unahitaji kuamua voltage ya usambazaji U kulingana na matumizi ya nguvu P na I ya sasa, basi unaweza kutumia formula ya sekta ya chini ya kushoto, formula U = P / I itafanya.

Kiasi kilichobadilishwa katika fomula lazima zionyeshwe kwa amperes, volts, wati au Ohms.

Umeme wa sasa, kama mchakato wowote, hutii sheria za fizikia. Mwanafizikia maarufu wa Ujerumani Georg Simon Ohm, ambaye baada yake kitengo cha kipimo cha upinzani kinaitwa, mnamo 1826 fomula zilizochukuliwa kwa nguvu zinazohusiana na sasa, voltage na upinzani. Hapo awali, sheria iliamsha kutoaminiana na ukosoaji katika duru za kisayansi. Kisha usahihi wa hoja zake ulithibitishwa na Mfaransa Claude Poulier, na kazi za Ohm zilipokea kutambuliwa vizuri.

Sheria ya Ohm kwa mzunguko wa umeme (kamili)

Kesi maalum - Sheria ya Ohm kwa sehemu ya mzunguko:

Uteuzi	Kitengo	Maana ya kimwili
I	Ampere	Nguvu ya sasa katika mzunguko
ԑ	Volt	Nguvu ya umeme (emf) ya chanzo cha nguvu
r	Ohm	Upinzani wa usambazaji wa umeme wa ndani
R	Ohm	Upinzani wa mzigo uliounganishwa na chanzo
U	Volt	Kushuka kwa voltage kwenye upinzani wa mzigo

Wacha tuongeze kwa fomula hizi nguvu ya umeme iliyotolewa wakati wa kupitisha sasa:

Matokeo yake ni mfululizo wa fomula zinazotolewa kimahesabu. Wanaunganisha idadi yote ya kimwili iliyoorodheshwa kwa kila mmoja.

Voltage	Sasa	Upinzani	Nguvu

Nguvu ya umeme na upinzani wa ndani

Nguvu ya umeme ya chanzo cha voltage ina sifa ya uwezo wake wa kutoa tofauti ya uwezekano wa mara kwa mara kwenye vituo. Nguvu hii ni ya asili isiyo ya umeme: kemikali katika betri, mitambo katika jenereta.

Ni nini jukumu la upinzani wa ndani wa usambazaji wa umeme na ni nini? Wacha tuseme unazunguka kwa muda mfupi vituo vya betri ya gari na kondakta mdogo wa shaba. Kwa maana ya kimwili, umeunganisha upinzani karibu na sifuri kwa chanzo cha DC. Ikiwa tunatumia fomula kwa sehemu ya mzunguko, basi mkondo mkubwa usio na kipimo unapaswa kutiririka kupitia betri na waya. Hii haifanyiki, lakini waya itawaka.

Sasa hebu tuunganishe betri na waya sawa. Mkondo mdogo utapita ndani yake. Hii ni kutokana na upinzani wa ndani kuwa juu kuliko ule wa betri. Kwa upinzani mdogo wa mzigo, formula ya sheria ya mzunguko kamili inakuwa

Matokeo yake, sasa kwa njia ya betri ya muda mfupi itakuwa na thamani ya mwisho, na nguvu itasababisha inapokanzwa kwa betri. Ikiwa tungefupisha betri kwa waya mzito zaidi ambayo inaweza kuhimili mkondo mfupi wa mzunguko, itakuwa dhahiri joto chanzo kutoka ndani.

E.M.S. chanzo kinaweza kupimwa kwa usahihi fulani na voltmeter yenye impedance ya juu ya pembejeo. Upinzani wa ndani wa chanzo hauwezi kupimwa moja kwa moja, lakini ni mahesabu tu.

Mahusiano yalitokana na kuunganisha amplitudes ya mikondo ya kubadilisha na voltages kwenye resistor, capacitor na inductor: R I R = U R; 1 ω C I C = U C; ω L I L = U L .

Mahusiano haya yanakumbusha sheria ya Ohm kwa sehemu ya mzunguko wa moja kwa moja wa sasa, lakini sasa tu ni pamoja na sio maadili ya mikondo ya moja kwa moja na voltages katika sehemu ya mzunguko, lakini. maadili ya amplitude ya mikondo mbadala na voltages.

Mahusiano (*) yanaeleza sheria ya Ohm kwa sehemu ya saketi ya sasa inayopishana iliyo na mojawapo ya vipengele. R, L Na C. Kiasi cha kimwili R, 1 ω C na ω L huitwa upinzani wa kazi wa kupinga, reactance capacitive ya capacitor na inductive reactance ya coil.

Wakati kubadilisha sasa inapita kupitia sehemu ya mzunguko, uwanja wa umeme hufanya kazi, na joto la Joule hutolewa kwenye mzunguko. Nguvu ya papo hapo katika mzunguko wa sasa unaobadilika ni sawa na bidhaa ya maadili ya papo hapo ya sasa na voltage: p = J ċ u. Ya manufaa ya vitendo ni thamani ya wastani ya nguvu juu ya kipindi cha sasa kinachopishana P = P av = I 0 U 0 cos ω t cos (ω t + φ) ¯ .

Hapa I 0 na U 0 - maadili ya amplitude ya sasa na voltage katika sehemu fulani ya mzunguko, φ - mabadiliko ya awamu kati ya sasa na voltage. Baa inamaanisha ishara ya wastani. Ikiwa sehemu ya mzunguko ina upinzani tu na upinzani R, kisha mabadiliko ya awamu φ = 0 : P R = I R U R cos 2 ω t ¯ = I R U R 2 = I R 2 R 2.

Ili usemi huu ufanane kwa kuonekana na formula ya nguvu ya moja kwa moja ya sasa, dhana za maadili ya sasa au ya ufanisi ya sasa na voltage yanaletwa: I d = I 0 2 ; U d = U 0 2.

Nguvu ya wastani ya kubadilisha sasa katika sehemu ya mzunguko iliyo na kupinga ni sawa na P R = I d U d.

Ikiwa sehemu ya mzunguko ina capacitor tu C, basi mabadiliko ya awamu kati ya sasa na voltage ni φ = π 2. Kwa hivyo P C = I C U C cos ω t cos (ω t + π 2) ¯ = I C U C cos ω t (- dhambi ω t) ¯ = 0.

Vile vile, inaweza kuonyeshwa hivyo P L = 0.

Kwa hivyo, nguvu katika mzunguko wa AC hutolewa tu kwa njia ya upinzani wa kazi. Nguvu ya wastani ya AC kwenye capacitor na indukta ni sifuri.

Hebu sasa fikiria mzunguko wa umeme unaojumuisha kupinga, capacitor na coil iliyounganishwa katika mfululizo. Mzunguko umeunganishwa na chanzo mbadala cha sasa cha mzunguko ω. Sawa ya sasa inapita katika sehemu zote za mfululizo zilizounganishwa za mzunguko. Kati ya voltage ya chanzo cha nje e(t) na mshtuko wa umeme J(t) mabadiliko ya awamu hutokea kwa pembe fulani φ. Kwa hivyo tunaweza kuandika J (t) = I 0 cos ωt; e (t) =ℰ 0 cos (ωt + φ).

Rekodi hii ya maadili ya sasa na voltage ya papo hapo inalingana na ujenzi kwenye mchoro wa vekta (Mchoro 2.3.2). Nguvu ya wastani inayotengenezwa na chanzo cha sasa kinachobadilishana ni sawa na P = I 0 ℰ 0 cos ω t cos (ω t + φ) ¯ = I 0 ℰ 0 2 cos φ = I d ℰ d cos φ .

Kama inavyoonekana kutoka kwa mchoro wa vekta, U R =ℰ 0 kwa φ, kwa hiyo P = I 0 U R 2 . Kwa hiyo, nguvu zote zinazotengenezwa na chanzo hutolewa kwa namna ya joto la Joule kwenye kupinga, ambayo inathibitisha hitimisho la awali.

Katika § 2.3 uhusiano kati ya amplitudes ya sasa ilitolewa I 0 na voltage ℰ 0 kwa serial RLC-mnyororo: I 0 = ℰ 0 R 2 + (ω L - 1 ω C) 2.

Wingi Z = R 2 + (ω L - 1 ω C) 2 inaitwa impedance ya mzunguko wa sasa unaobadilishana. Njia inayoelezea uhusiano kati ya maadili ya amplitude ya sasa na voltage kwenye mzunguko inaweza kuandikwa kama ZI 0 =ℰ 0 .

Uhusiano huu unaitwa sheria ya Ohm kwa mzunguko wa sasa unaobadilishana. Fomula (*) zilizotolewa mwanzoni mwa sehemu hii zinaelezea kesi maalum za sheria ya Ohm (**).

Dhana ya impedance ina jukumu muhimu katika mahesabu ya mzunguko wa sasa wa kubadilisha. Kuamua upinzani wa jumla wa mzunguko, katika hali nyingi ni rahisi kutumia njia ya kuona ya michoro ya vector. Fikiria kama mfano sambamba RLC- mzunguko unaounganishwa na chanzo cha sasa cha mbadala cha nje (Mchoro 2.4.1).

Sambamba RLC-mzunguko

Wakati wa kuunda mchoro wa vector, inapaswa kuzingatiwa kuwa kwa unganisho sambamba, voltage kwenye vitu vyote. R, C Na L sawa na sawa na voltage ya chanzo cha nje. Mikondo inapita katika matawi tofauti ya mzunguko hutofautiana tu katika maadili ya amplitude, lakini pia katika mabadiliko ya awamu kuhusiana na voltage iliyotumiwa. Kwa hiyo, upinzani wa jumla wa mzunguko haiwezi kuhesabiwa kwa kutumia sheria za uunganisho sambamba wa nyaya za DC. Mchoro wa Vector kwa sambamba RLC-contour inavyoonyeshwa kwenye Mtini. 2.4.2.

Mchoro wa Vector kwa mzunguko wa RLC sambamba

Kutoka kwa mchoro ifuatavyo: I 0 = ℰ 0 (1 R) 2 + (ω L - 1 ω C) 2.

Kwa hiyo, upinzani wa jumla wa sambamba RLC-contour inaonyeshwa na uhusiano Z = 1 (1 R) 2 + (ω L - 1 ω C) 2.

Na resonance sambamba ( ω2 = 1/LC) upinzani wa jumla wa mzunguko unachukua thamani ya juu sawa na upinzani wa kazi wa kupinga: Z = Z max = R.

Mabadiliko ya awamu φ kati ya sasa na voltage kwenye resonance sambamba ni sifuri.

Sheria ya Ohm ni moja ya sheria za msingi za uhandisi wa umeme. Ni rahisi sana na hutumiwa katika hesabu ya karibu nyaya yoyote ya umeme. Lakini sheria hii ina baadhi ya vipengele vya uendeshaji katika nyaya za AC na DC mbele ya vipengele tendaji katika mzunguko. Vipengele hivi lazima vikumbukwe kila wakati.

Mchoro wa kawaida wa sheria ya Ohm inaonekana kama hii:

Na inaonekana rahisi zaidi - sasa inapita katika sehemu ya mzunguko itakuwa sawa na uwiano wa voltage ya mzunguko kwa upinzani wake, ambayo inaonyeshwa na formula:

Lakini tunajua kuwa pamoja na upinzani amilifu R, pia kuna upenyezaji wa majibu X L na uwezo X C. Lakini lazima ukubali kwamba mizunguko ya umeme yenye upinzani hai ni nadra sana. Hebu tuangalie mzunguko ambao inductor L, capacitor C na resistor R zimeunganishwa katika mfululizo:

Kwa kuongezea upinzani amilifu R, inductance L na uwezo C pia zina athari X L na X C, ambayo inaonyeshwa na fomula:

Ambapo ω ni mzunguko wa mzunguko wa mtandao, sawa na ω = 2πf. f - mzunguko wa mtandao katika Hz.

Kwa sasa ya moja kwa moja, mzunguko ni sifuri (f = 0), ipasavyo, mmenyuko wa inductance utakuwa sifuri (formula (1)), na capacitance itakuwa infinity (2), ambayo itasababisha mapumziko katika mzunguko wa umeme. Kutoka kwa hili tunaweza kuhitimisha kuwa hakuna majibu ya vipengele katika nyaya za DC.

Ikiwa tunazingatia mzunguko wa umeme wa classical kwa kutumia sasa mbadala, basi haitakuwa tofauti na sasa ya moja kwa moja, tu chanzo cha voltage (badala ya mara kwa mara - kubadilisha):

Ipasavyo, formula ya contour kama hiyo itabaki sawa:

Lakini ikiwa tunachanganya mzunguko na kuongeza vitu tendaji kwake:

Hali itabadilika sana. Sasa f si sawa na sifuri, ambayo inaonyesha kuwa pamoja na upinzani wa kazi, majibu pia huletwa kwenye mzunguko, ambayo inaweza pia kuathiri kiasi cha sasa kinachozunguka katika mzunguko na. Sasa upinzani wa jumla wa mzunguko (ulioonyeshwa kama Z) na sio sawa na Z ≠ R. Fomula itachukua fomu ifuatayo:

Ipasavyo, formula ya sheria ya Ohm itabadilika kidogo:

Kwa nini ni muhimu?

Kujua nuances hizi itawawezesha kuepuka matatizo makubwa ambayo yanaweza kutokea kutokana na njia mbaya ya kutatua matatizo fulani ya umeme. Kwa mfano, inductor yenye vigezo vifuatavyo imeunganishwa na mzunguko wa voltage mbadala: f nom = 50 Hz, U nom = 220 V, R = 0.01 Ohm, L = 0.03 Hz. Ya sasa inapita kupitia coil hii itakuwa sawa.

Georg Simon Ohm alianza utafiti wake akiongozwa na kazi maarufu ya Jean Baptiste Fourier, "Nadharia ya Uchanganuzi ya Joto." Katika kazi hii, Fourier aliwakilisha mtiririko wa joto kati ya nukta mbili kama tofauti ya halijoto, na kuhusisha badiliko la mtiririko wa joto na upitishaji wake kupitia kizuizi chenye umbo lisilo la kawaida kilichoundwa na nyenzo za kuhami joto. Vile vile, Ohm ilisababisha tukio la sasa ya umeme na tofauti inayoweza kutokea.

Kulingana na hili, Ohm alianza kujaribu vifaa tofauti vya conductor. Ili kuamua conductivity yao, aliwaunganisha kwa mfululizo na kurekebisha urefu wao ili sasa iwe sawa katika matukio yote.

Ilikuwa muhimu kwa vipimo vile kuchagua waendeshaji wa kipenyo sawa. Ohm, kupima conductivity ya fedha na dhahabu, kupatikana matokeo ambayo, kwa mujibu wa data ya kisasa, si sahihi. Kwa hivyo, conductor ya fedha ya Ohm ilifanya chini ya sasa ya umeme kuliko dhahabu. Om mwenyewe alielezea hili kwa kusema kwamba kondakta wake wa fedha alikuwa amefungwa na mafuta na kwa sababu ya hili, inaonekana, majaribio hayakutoa matokeo sahihi.

Walakini, hii haikuwa shida pekee ambayo wanafizikia ambao wakati huo walikuwa wakifanya majaribio sawa na umeme walikuwa na shida. Ugumu mkubwa katika kupata nyenzo safi bila uchafu kwa majaribio na ugumu wa kurekebisha kipenyo cha kondakta ulipotosha matokeo ya mtihani. Kosa kubwa zaidi ni kwamba nguvu ya sasa ilikuwa ikibadilika kila wakati wakati wa majaribio, kwani chanzo cha sasa kilikuwa kikibadilisha vipengele vya kemikali. Chini ya hali kama hizo, Ohm ilipata utegemezi wa logarithmic wa sasa juu ya upinzani wa waya.

Baadaye kidogo, mwanafizikia wa Ujerumani Poggendorff, aliyebobea katika kemia ya umeme, alipendekeza Ohm ibadilishe vipengele vya kemikali na thermocouple iliyotengenezwa na bismuth na shaba. Om alianza majaribio yake tena. Wakati huu alitumia kifaa cha thermoelectric kinachoendeshwa na athari ya Seebeck kama betri. Kwa hiyo aliunganisha katika mfululizo wa conductors 8 za shaba za kipenyo sawa, lakini za urefu tofauti. Ili kupima sasa, Ohm ilisimamisha sindano ya magnetic juu ya waendeshaji kwa kutumia thread ya chuma. Sambamba ya sasa ya mshale huu iliihamisha kwa upande. Wakati hii ilifanyika, mwanafizikia alipindua thread mpaka mshale urudi kwenye nafasi yake ya awali. Kulingana na angle ambayo thread ilipigwa, mtu anaweza kuhukumu thamani ya sasa.

Kama matokeo ya jaribio jipya, Ohm alikuja kwenye fomula:

X = a / b + l

Hapa X- ukubwa wa uwanja wa sumaku wa waya; l- urefu wa waya, a- voltage ya mara kwa mara ya chanzo; b- upinzani thabiti wa vipengele vilivyobaki vya mzunguko.

Ikiwa tutageuka kwa maneno ya kisasa kuelezea fomula hii, tunapata hiyo X- nguvu ya sasa, A- EMF ya chanzo, b+l- upinzani wa jumla wa mzunguko.

Sheria ya Ohm kwa sehemu ya mzunguko

Sheria ya Ohm kwa sehemu tofauti ya mzunguko inasema: nguvu ya sasa katika sehemu ya mzunguko huongezeka wakati voltage inaongezeka na inapungua kadiri upinzani wa sehemu hii unavyoongezeka.

I=U/R

Kulingana na fomula hii, tunaweza kuamua kuwa upinzani wa kondakta hutegemea tofauti inayowezekana. Kutoka kwa mtazamo wa hisabati, hii ni sahihi, lakini kutoka kwa mtazamo wa fizikia, ni uongo. Njia hii inatumika tu kwa kuhesabu upinzani kwenye sehemu tofauti ya mzunguko.

Kwa hivyo, formula ya kuhesabu upinzani wa kondakta itachukua fomu:

R = p ⋅ l / s

Sheria ya Ohm kwa mzunguko kamili

Tofauti kati ya sheria ya Ohm kwa mzunguko kamili na sheria ya Ohm kwa sehemu ya mzunguko ni kwamba sasa ni lazima kuzingatia aina mbili za upinzani. Hii ni "R" upinzani wa vipengele vyote vya mfumo na "r" upinzani wa ndani wa chanzo cha nguvu ya electromotive. Kwa hivyo formula inachukua fomu:

I = U / R + r

Sheria ya Ohm ya kubadilisha mkondo

Mkondo mbadala hutofautiana na mkondo wa moja kwa moja kwa kuwa hubadilika kwa muda fulani. Hasa, inabadilisha maana na mwelekeo wake. Ili kutumia sheria ya Ohm hapa, unahitaji kuzingatia kwamba upinzani katika mzunguko na sasa ya moja kwa moja inaweza kutofautiana na upinzani katika mzunguko na sasa mbadala. Na inatofautiana ikiwa vipengele vilivyo na majibu vinatumiwa kwenye mzunguko. Mwitikio unaweza kuwa wa kufata neno (coils, transfoma, chokes) au capacitive (capacitor).

Wacha tujaribu kujua ni tofauti gani halisi kati ya upinzani tendaji na tendaji katika mzunguko na mkondo wa kubadilisha. Unapaswa kuelewa tayari kwamba thamani ya voltage na sasa katika mzunguko huo hubadilika kwa muda na, takribani kusema, kuwa na fomu ya wimbi.

Ikiwa tutachora jinsi maadili haya mawili yanavyobadilika kwa wakati, tunapata wimbi la sine. Wote voltage na sasa kupanda kutoka sifuri hadi thamani ya juu, basi, kuanguka, kupita sifuri na kufikia kiwango cha juu hasi thamani. Baada ya hayo, wao huinuka tena kupitia sifuri hadi thamani ya juu na kadhalika. Wakati sasa au voltage inasemekana kuwa hasi, ina maana kwamba inakwenda kinyume chake.

Mchakato wote hutokea kwa mzunguko fulani. Mahali ambapo voltage au thamani ya sasa kutoka kwa thamani ya chini inayoongezeka hadi thamani ya juu hupita kupitia sifuri inaitwa awamu.

Kwa kweli, hii ni utangulizi tu. Hebu turudi kwenye upinzani tendaji na unaofanya kazi. Tofauti ni kwamba katika mzunguko na upinzani wa kazi, awamu ya sasa inafanana na awamu ya voltage. Hiyo ni, thamani ya sasa na thamani ya voltage hufikia kiwango cha juu katika mwelekeo mmoja kwa wakati mmoja. Katika kesi hii, formula yetu ya kuhesabu voltage, upinzani au sasa haibadilika.

Ikiwa saketi ina mwitikio, awamu za sasa na voltage huhama kutoka kwa kila mmoja kwa ¼ ya kipindi. Hii ina maana kwamba wakati sasa inafikia thamani yake ya juu, voltage itakuwa sifuri na kinyume chake. Wakati mmenyuko wa inductive unatumiwa, awamu ya voltage "hupita" awamu ya sasa. Wakati capacitance inatumiwa, awamu ya sasa "inapita" awamu ya voltage.

Mfumo wa kuhesabu kushuka kwa voltage kwenye mwitikio wa kufata neno:

U = Mimi ⋅ ωL

Wapi L ni inductance ya reactance, na ω - mzunguko wa angular (derivative ya wakati wa awamu ya oscillation).

Mfumo wa kuhesabu kushuka kwa voltage kwenye uwezo:

U = I / ω ⋅ C

NA- uwezo wa mwitikio.

Fomula hizi mbili ni kesi maalum za sheria ya Ohm kwa mizunguko tofauti.

Kamili itaonekana kama hii:

I=U/Z

Hapa Z- Upinzani wa jumla wa mzunguko wa kutofautiana hujulikana kama impedance.

Upeo wa maombi

Sheria ya Ohm sio sheria ya msingi katika fizikia, ni utegemezi rahisi wa maadili fulani kwa wengine, ambayo yanafaa katika karibu hali yoyote ya vitendo. Kwa hivyo, itakuwa rahisi kuorodhesha hali wakati sheria haiwezi kufanya kazi:

• Ikiwa kuna inertia ya flygbolag za malipo, kwa mfano katika baadhi ya mashamba ya umeme ya juu-frequency;
• Katika superconductors;
• Ikiwa waya inapokanzwa hadi kiwango ambacho tabia ya sasa ya voltage inaacha kuwa mstari. Kwa mfano, katika taa za incandescent;
• Katika mabomba ya redio ya utupu na gesi;
• Katika diodes na transistors.