Sa kalikasan, may mga sangkap na nagsasagawa ng electric current - conductor at non-conducting - dielectrics.
Ang mga konduktor ay naglalaman ng mga libreng singil - mga electron. Upang magsimulang lumipat ang mga electron sa isang direksyon, kinakailangan ang isang electric field, na "puwersa" sa kanila na lumipat mula sa isang dulo ng konduktor patungo sa isa pa.
Ang pinakasimpleng paraan upang lumikha ng isang field ay isang ordinaryong baterya. Kung may kakulangan ng mga electron sa dulo ng konduktor, pagkatapos ay mayroon itong "+", kung , pagkatapos ay "-". Ang mga electron, na palaging may negatibong singil, ay natural na magmadali patungo sa positibo. Ito ay kung paano nabuo ang isang electric current sa isang conductor, ibig sabihin, ang direksyong paggalaw ng mga electric charge. Upang madagdagan ito, kinakailangan upang palakasin ang electric field sa konduktor. O, tulad ng sinasabi nila, maglapat ng higit na boltahe sa mga dulo ng konduktor.
Ang electric current ay karaniwang tinutukoy ng letrang I, at ang boltahe ng letrang U.
Mahalagang maunawaan na ang formula R=U/I ay nagpapahintulot lamang sa iyo na kalkulahin ang paglaban ng isang seksyon ng isang circuit, ngunit hindi sumasalamin sa pagtitiwala ng paglaban sa boltahe at kasalukuyang.
Ngunit ang mga conductor kung saan gumagalaw ang mga libreng electron ay maaaring magkaroon ng iba't ibang electrical resistance R. Ang paglaban ay nagpapakita ng sukatan ng paglaban ng materyal na konduktor sa pagpasa ng electric current sa pamamagitan nito. Ito ay nakasalalay lamang sa mga geometric na sukat, ang materyal ng konduktor at ang temperatura nito.
Ang bawat isa sa mga dami na ito ay may sariling mga yunit ng pagsukat: Ang kasalukuyang lakas I ay sinusukat sa Amperes (A); Ang boltahe U ay sinusukat sa Volts (V); Ang paglaban ay sinusukat sa Ohms (Ohms).
Batas ng Ohm para sa isang seksyon ng circuit
Noong 1827, ang Aleman na siyentipiko na si Georg Ohm ay nagtatag ng koneksyon sa matematika sa pagitan ng tatlong dami na ito, at binabalangkas ito nang pasalita. Ganito lumitaw ang batas, pinangalanan sa batas ng lumikha nito na Ohm. Ang buong halaga nito ay ang mga sumusunod: "Ang kasalukuyang dumadaloy sa isang de-koryenteng circuit ay direktang proporsyonal sa inilapat na boltahe at inversely proporsyonal sa halaga ng circuit resistance."Upang maiwasan ang pagkalito sa pagkuha ng mga nagmula na formula, ilagay ang mga halaga sa isang tatsulok, tulad ng sa Figure 2. Takpan ang nais na halaga gamit ang iyong daliri. Ang relatibong posisyon ng mga natitira ay magpapakita kung anong aksyon ang kailangang gawin.Ang formula para sa Batas ng Ohm ay: I=U/R
Sa madaling salita, mas mataas ang boltahe, mas malakas ang kasalukuyang, ngunit mas mataas ang paglaban, mas mahina ang kasalukuyang.
Ang batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit ay isang empirical (nagmula sa eksperimento) na batas na nagtatatag ng ugnayan sa pagitan ng kasalukuyang lakas, electromotive force (EMF) at panlabas at panloob na pagtutol sa isang circuit.
Kapag nagsasagawa ng aktwal na pag-aaral ng mga de-koryenteng katangian ng mga circuit ng DC, kinakailangang isaalang-alang ang paglaban ng kasalukuyang pinagmulan mismo. Kaya, sa pisika, ang isang paglipat ay ginawa mula sa isang perpektong kasalukuyang mapagkukunan sa isang tunay na kasalukuyang mapagkukunan, na may sariling pagtutol (tingnan ang Fig. 1).
kanin. 1. Larawan ng perpekto at tunay na kasalukuyang mga mapagkukunan
Ang pagsasaalang-alang ng isang kasalukuyang pinagmumulan na may sariling pagtutol ay nangangailangan ng paggamit ng batas ng Ohm para sa kumpletong circuit.
Bumuo tayo ng batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit tulad ng sumusunod (tingnan ang Fig. 2): ang kasalukuyang lakas sa isang kumpletong circuit ay direktang proporsyonal sa emf at inversely proportional sa kabuuang paglaban ng circuit, kung saan ang kabuuang paglaban ay nauunawaan bilang kabuuan ng panlabas at panloob na pagtutol.
kanin. 2. Diagram ng batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit.
- R - panlabas na pagtutol [Ohm];
- r - paglaban ng pinagmulan ng EMF (panloob) [Ohm];
- I – kasalukuyang lakas [A];
- ε – EMF ng kasalukuyang pinagmulan [V].
Tingnan natin ang ilang problema sa paksang ito. Ang mga problema sa batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit ay karaniwang ibinibigay sa mga mag-aaral sa ika-10 baitang upang mas maunawaan nila ang tinukoy na paksa.
I. Tukuyin ang kasalukuyang sa isang circuit na may ilaw na bombilya, isang pagtutol na 2.4 Ohms at isang kasalukuyang pinagmumulan na ang emf ay 10 V at ang panloob na pagtutol ay 0.1 Ohms.
Sa pamamagitan ng kahulugan ng batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit, ang kasalukuyang lakas ay katumbas ng:
II. Tukuyin ang panloob na paglaban ng isang kasalukuyang pinagmumulan na may emf na 52 V. Kung alam na kapag ang kasalukuyang pinagmumulan na ito ay konektado sa isang circuit na may paglaban na 10 Ohms, ang ammeter ay nagpapakita ng halaga na 5 A.
Isulat natin ang batas ng Ohm para sa kumpletong circuit at ipahayag ang panloob na pagtutol mula dito:
III. Isang araw, tinanong ng isang mag-aaral ang kaniyang guro sa pisika: “Bakit nauubos ang baterya?” Paano sasagutin nang tama ang tanong na ito?
Alam na natin na ang isang tunay na mapagkukunan ay may sariling paglaban, na tinutukoy ng alinman sa paglaban ng mga solusyon sa electrolyte para sa mga galvanic cell at baterya, o sa pamamagitan ng paglaban ng mga conductor para sa mga generator. Ayon sa batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit:
samakatuwid, ang kasalukuyang sa circuit ay maaaring bumaba alinman dahil sa isang pagbaba sa emf o isang pagtaas sa panloob na pagtutol. Ang halaga ng emf ng baterya ay halos pare-pareho. Dahil dito, ang kasalukuyang sa circuit ay bumababa dahil sa pagtaas ng panloob na pagtutol. Kaya, ang "baterya" ay naubusan, habang ang panloob na pagtutol nito ay tumataas.
Ang batas ng Ohm ay mukhang napakasimple na ang mga paghihirap na kinailangang lampasan sa pagtatatag nito ay hindi napapansin at nakalimutan. Ang batas ng Ohm ay hindi madaling subukan at hindi dapat kunin bilang isang malinaw na katotohanan; Sa katunayan, para sa maraming mga materyales na ito ay hindi totoo.
Ano nga ba ang mga paghihirap na ito? Hindi ba posible na suriin kung ano ang nagagawa ng pagbabago sa bilang ng mga elemento ng isang voltaic column sa pamamagitan ng pagtukoy ng kasalukuyang sa iba't ibang bilang ng mga elemento?
Ang katotohanan ay kapag kumuha kami ng ibang bilang ng mga elemento, binabago namin ang buong circuit, dahil ang mga karagdagang elemento ay mayroon ding karagdagang pagtutol. Samakatuwid, ito ay kinakailangan upang makahanap ng isang paraan upang baguhin ang boltahe nang hindi binabago ang baterya mismo. Bilang karagdagan, ang iba't ibang mga kasalukuyang halaga ay nagpapainit sa wire sa iba't ibang temperatura, at ang epektong ito ay maaari ring makaapekto sa kasalukuyang lakas. Nalampasan ni Ohm (1787-1854) ang mga paghihirap na ito sa pamamagitan ng pagsasamantala sa phenomenon ng thermoelectricity, na natuklasan ni Seebeck (1770-1831) noong 1822.
Ang kababalaghan ay sinusunod kapag ang isang junction na gawa sa dalawang magkaibang mga materyales ay pinainit: ang isang maliit na boltahe ay nasasabik, na maaaring lumikha ng isang kasalukuyang. Natuklasan ni Seebeck ang epektong ito sa pamamagitan ng pag-eksperimento sa antimony at bismuth plates, at gumamit ng coil na may malaking bilang ng mga liko, sa loob kung saan ipinasok ang isang maliit na magnet, bilang kasalukuyang detector. Nakita lamang ni Seebeck ang pagpapalihis ng magnet nang pinindot niya ang mga plato gamit ang kanyang mga kamay, at hindi nagtagal ay napagtanto na ang epekto ay dulot ng init ng kanyang kamay. Pagkatapos ay sinimulan niyang painitin ang mga lamina gamit ang lampara at nakakuha ng mas malaking paglihis. Hindi lubos na naunawaan ni Seebeck ang epekto na natuklasan niya at tinawag itong "magnetic polarization."
Ginamit ni Ohm ang thermoelectric effect bilang pinagmumulan ng electromotive force. Sa isang pare-pareho ang pagkakaiba sa temperatura, ang boltahe ng thermocouple ay dapat na napaka-stable, at dahil ang kasalukuyang ay mababa, walang kapansin-pansin na pag-init ang dapat mangyari. Alinsunod sa mga pagsasaalang-alang na ito, gumawa si Ohm ng isang instrumento na, tila, ay dapat ituring na unang tunay na instrumento para sa pananaliksik sa larangan ng kuryente. Bago ito, mga crude instruments lang ang ginamit.
Ang itaas na cylindrical na bahagi ng Ohm device ay isang kasalukuyang detector - isang balanse ng pamamaluktot, ab at a" b" - mga thermoelement na gawa sa dalawang wire na tanso na ibinebenta sa isang transverse bismuth rod; m at m" - mga tasang may mercury, kung saan maaaring ikonekta ang mga thermocouple. Ang isang konduktor ay konektado sa mga tasa, na ang mga dulo nito ay hinuhubaran sa bawat oras bago ilubog sa mercury.
Alam ni Om ang kahalagahan ng kadalisayan ng mga materyales. Iningatan niya ang junction a sa kumukulong tubig, at ibinagsak ang junction a sa pinaghalong yelo at tubig at naobserbahan ang pagpapalihis ng galvanometer.
Ang tipikal na German thoroughness at atensyon sa detalye ng Ohm ay maaaring ihambing sa halos batang sigasig na ipinakita ni Faraday sa kanyang trabaho. Sa pisika, ang parehong mga diskarte ay kinakailangan: ang huli ay karaniwang nagbibigay ng lakas sa pag-aaral ng isang tanong, at ang una ay kinakailangan upang maingat na pag-aralan ito at bumuo ng isang mahigpit na teorya batay sa tumpak na mga resulta ng dami.
Gumamit ang Ohm ng walong piraso ng tansong kawad na may iba't ibang haba bilang konduktor. Sa una ay hindi siya nakakuha ng mga reproducible na resulta, ngunit makalipas ang isang linggo ay tila inayos niya ang instrumento at nakakuha ng serye ng mga pagbabasa para sa bawat isa sa mga konduktor. Ang mga pagbasang ito ay ang mga anggulo ng twist ng suspension thread kung saan bumalik ang arrow sa zero. Ipinakita ng Ohm na sa tamang pagpili ng mga constants A at B, ang haba x at anggulo ng twist X ng thread ay nauugnay sa kaugnayan X = (A / B+ z)
Maaari mong ilarawan ang kaugnayang ito sa pamamagitan ng paglalagay ng x laban sa 1/X.
Inulit ni Ohm ang kanyang eksperimento sa brass wire at nakuha ang parehong resulta na may ibang halaga ng A at parehong halaga ng B. Kinuha niya ang mga temperatura na 0 at 7.5 ° ayon sa Reaumur (9.4 ° C) para sa mga thermoelement junction at nalaman na ang mga deviation nabawasan siya ng humigit-kumulang 10 beses.
Kaya, kung ipagpalagay natin na ang boltahe na ginawa ng aparato ay proporsyonal sa pagkakaiba ng temperatura - tulad ng alam natin ngayon ay humigit-kumulang totoo - kung gayon ito ay lumalabas na ang kasalukuyang ay proporsyonal sa boltahe na ito. Ipinakita din ng Ohm na ang kasalukuyang ay inversely proportional sa isang tiyak na dami depende sa haba ng wire. Tinawag ito ng Ohm na paglaban, at dapat itong ipagpalagay na ang dami B ay kumakatawan sa paglaban ng natitirang bahagi ng circuit.
Kaya ipinakita ni Ohm na ang kasalukuyang ay proporsyonal sa boltahe at inversely proporsyonal sa impedance ng circuit. Ito ay isang napakasimpleng resulta para sa isang kumplikadong eksperimento. Hindi bababa sa kung paano ito dapat mukhang sa amin ngayon.
Iba ang iniisip ng mga kasabayan ni Ohm, lalo na ang kanyang mga kababayan: marahil ang pagiging simple ng batas ni Ohm ang pumukaw sa kanilang hinala. Nakaranas si Om ng mga paghihirap sa kanyang karera at nangangailangan; Lalong nanlumo si Om sa katotohanang hindi kinikilala ang kanyang mga gawa. Para sa kredito ng Great Britain, at lalo na ng Royal Society, dapat sabihin na ang gawa ni Ohm ay nakatanggap ng karapat-dapat na pagkilala doon. Si Om ay kabilang sa mga dakilang tao na ang mga pangalan ay madalas na nakasulat sa maliliit na titik: ang pangalang "om" ay ibinigay sa yunit ng paglaban.
G. Linson "Mga Mahusay na Eksperimento sa Physics"
Ang batas ng Ohm ay ang pangunahing batas na ginagamit sa mga kalkulasyon ng mga DC circuit. Ito ay pangunahing at maaaring gamitin para sa anumang pisikal na sistema kung saan may mga daloy ng mga particle at mga patlang, at ang paglaban ay napagtagumpayan.
Ang mga batas o panuntunan ng Kirchhoff ay isang aplikasyon sa batas ng Ohm na ginagamit upang kalkulahin ang mga kumplikadong DC electrical circuit.
Batas ni Ohm
Ang pangkalahatang batas ng Ohm para sa isang hindi pare-parehong seksyon ng isang circuit (seksyon ng isang circuit na naglalaman ng pinagmulan ng EMF) ay may anyo:
Potensyal na pagkakaiba sa mga dulo ng seksyon ng circuit; - EMF ng pinagmulan sa itinuturing na seksyon ng circuit; R - panlabas na pagtutol ng circuit; r ay ang panloob na pagtutol ng pinagmulan ng EMF. Kung ang circuit ay bukas, na nangangahulugang walang kasalukuyang sa loob nito (), pagkatapos ay mula sa (2) makuha namin:
Ang emf na kumikilos sa isang bukas na circuit ay katumbas ng potensyal na pagkakaiba sa mga dulo nito. Ito ay lumiliko na upang mahanap ang EMF ng pinagmulan, dapat mong sukatin ang potensyal na pagkakaiba sa mga terminal nito na may isang bukas na circuit.
Ang batas ng Ohm para sa isang closed circuit ay nakasulat bilang:
Kung minsan ang dami ay tinatawag na kabuuang pagtutol ng circuit. Ipinapakita ng formula (2) na ang electromotive force ng kasalukuyang pinagmumulan na hinati sa kabuuang paglaban ay katumbas ng kasalukuyang nasa circuit.
Batas ni Kirchhoff
Hayaang magkaroon ng arbitrary branched network ng mga conductor. Sa ilang mga lugar, ang iba't ibang kasalukuyang mga mapagkukunan ay kasama. Ang emf ng mga pinagmumulan ay pare-pareho at ituturing na kilala. Sa kasong ito, ang mga agos sa lahat ng mga seksyon ng circuit at ang mga potensyal na pagkakaiba sa mga ito ay maaaring kalkulahin gamit ang batas ng Ohm at ang batas ng konserbasyon ng singil.
Upang gawing simple ang solusyon ng mga problema sa pagkalkula ng mga branched electrical circuit na mayroong ilang closed circuit at ilang source ng EMF, ginagamit ang mga batas (o panuntunan) ni Kirchhoff. Ang mga panuntunan ni Kirchhoff ay nagsisilbing lumikha ng isang sistema ng mga equation kung saan matatagpuan ang mga kasalukuyang lakas sa mga elemento ng isang kumplikadong branched circuit.
Ang unang batas ni Kirchhoff
Ang kabuuan ng mga alon sa isang circuit node, na isinasaalang-alang ang kanilang mga palatandaan, ay katumbas ng zero:
Ang unang tuntunin ni Kirchhoff ay bunga ng batas ng konserbasyon ng singil sa kuryente. Ang algebraic na kabuuan ng mga alon na nagtatagpo sa anumang node sa circuit ay ang singil na dumarating sa node bawat yunit ng oras.
Kapag gumuhit ng mga equation gamit ang mga batas ni Kirchhoff, mahalagang isaalang-alang ang mga palatandaan kung saan ang kasalukuyang mga lakas ay kasama sa mga equation na ito. Dapat ipagpalagay na ang mga agos na papunta sa sumasanga na punto at nagmumula sa sumasanga ay may kabaligtaran na mga palatandaan. Sa kasong ito, kailangan mong tukuyin para sa iyong sarili kung aling direksyon (papunta o malayo sa node) ang itinuturing na positibo.
Ang pangalawang batas ni Kirchhoff
Ang produkto ng algebraic na halaga ng kasalukuyang (I) sa pamamagitan ng kabuuan ng mga panlabas at panloob na pagtutol ng lahat ng mga seksyon ng closed circuit ay katumbas ng kabuuan ng mga algebraic na halaga ng panlabas na emf () ng circuit na pinag-uusapan :
Tinutukoy ng bawat produkto ang potensyal na pagkakaiba na iiral sa pagitan ng mga dulo ng kaukulang seksyon kung ang emf sa loob nito ay katumbas ng zero. Ang dami ay tinatawag na pagbaba ng boltahe, na sanhi ng kasalukuyang.
Ang pangalawang batas ni Kirchhoff ay minsan ay binabalangkas tulad ng sumusunod:
Para sa isang closed circuit, ang kabuuan ng boltahe ay bumaba ay ang kabuuan ng emf sa circuit na isinasaalang-alang.
Ang pangalawang tuntunin (batas) ni Kirchhoff ay bunga ng pangkalahatang batas ng Ohm. Kaya, kung sa isang nakahiwalay na closed circuit mayroong isang mapagkukunan ng EMF, kung gayon ang kasalukuyang lakas sa circuit ay magiging tulad na ang kabuuan ng pagbaba ng boltahe sa panlabas na paglaban at ang panloob na paglaban ng pinagmulan ay magiging katumbas ng panlabas na EMF ng pinagmulan. Kung mayroong ilang mga mapagkukunan ng EMF, pagkatapos ay kunin ang kanilang algebraic sum. Ang tanda ng EMF ay napiling positibo kung, kapag gumagalaw kasama ang tabas sa positibong direksyon, ang negatibong poste ng pinagmulan ay unang nakatagpo. (Ang positibong direksyon ng circuit bypass ay itinuturing na direksyon ng circuit bypass alinman sa clockwise o counterclockwise).
Mga halimbawa ng paglutas ng problema
HALIMBAWA 1
| Mag-ehersisyo | Ang voltmeter ay konektado sa serye sa isang circuit na may paglaban na katumbas ng , at ang aparato ay nagpakita ng boltahe. Ang paglaban ay pinalitan ng . Kasabay nito, nagbago ang mga pagbabasa ng voltmeter, at naging ang boltahe sa voltmeter. Ano ang paglaban kung ang paglaban ng voltmeter ay r? |
| Solusyon | Ayon sa batas ng Ohm, ang kasalukuyang lakas na dumadaloy sa voltmeter at ang paglaban ay pantay (sa unang kaso, Fig. 1(a)):
Sa pangalawang kaso:
Ang kasalukuyang lakas saanman sa circuit sa Fig. 1(a) ay katumbas ng , samakatuwid, ang boltahe na ipinapakita ng voltmeter sa unang kaso ay katumbas ng:
Mula sa (1.3), nakukuha natin ang: Sa pangalawang kaso, mayroon kaming: Itumbas natin ang kaliwang bahagi ng mga expression (1.4) at (1.5): Mula sa formula (1.6), ipinapahayag namin ang kinakailangang pagtutol:
|
Sinimulan ni Georg Simon Ohm ang kanyang pananaliksik na inspirasyon ng sikat na gawain ni Jean Baptiste Fourier, "The Analytical Theory of Heat." Sa gawaing ito, kinakatawan ni Fourier ang daloy ng init sa pagitan ng dalawang punto bilang pagkakaiba sa temperatura, at iniuugnay ang pagbabago sa daloy ng init sa pagdaan nito sa isang hindi regular na hugis na balakid na gawa sa heat-insulating material. Katulad nito, sanhi ng Ohm ang paglitaw ng electric current sa pamamagitan ng potensyal na pagkakaiba.
Batay dito, nagsimulang mag-eksperimento si Ohm sa iba't ibang mga materyales sa konduktor. Upang matukoy ang kanilang kondaktibiti, ikinonekta niya ang mga ito sa serye at inayos ang kanilang haba upang ang kasalukuyang ay pareho sa lahat ng mga kaso.
Mahalaga para sa mga naturang sukat na pumili ng mga conductor ng parehong diameter. Ohm, ang pagsukat ng conductivity ng pilak at ginto, ay nakakuha ng mga resulta na, ayon sa modernong data, ay hindi tumpak. Kaya, ang silver conductor ng Ohm ay nagsagawa ng mas kaunting electric current kaysa sa ginto. Si Om mismo ang nagpaliwanag nito sa pagsasabing ang kanyang silver conductor ay pinahiran ng langis at dahil dito, tila, ang eksperimento ay hindi nagbigay ng tumpak na mga resulta.
Gayunpaman, hindi lamang ito ang problema ng mga physicist na sa oras na iyon ay nakikibahagi sa mga katulad na eksperimento sa kuryente ay nagkaroon ng mga problema. Malaking kahirapan sa pagkuha ng mga purong materyales na walang mga impurities para sa mga eksperimento at kahirapan sa pag-calibrate ng diameter ng konduktor ay nagdistort sa mga resulta ng pagsubok. Ang isang mas malaking sagabal ay ang kasalukuyang lakas ay patuloy na nagbabago sa panahon ng mga pagsubok, dahil ang pinagmumulan ng agos ay mga alternating elemento ng kemikal. Sa ilalim ng gayong mga kondisyon, nakuha ni Ohm ang logarithmic dependence ng kasalukuyang sa paglaban ng wire.
Maya-maya, iminungkahi ng German physicist na si Poggendorff, na dalubhasa sa electrochemistry, na palitan ng Ohm ang mga elemento ng kemikal ng isang thermocouple na gawa sa bismuth at tanso. Sinimulan muli ni Om ang kanyang mga eksperimento. Sa pagkakataong ito ay gumamit siya ng thermoelectric device na pinapagana ng Seebeck effect bilang baterya. Ito ay konektado siya sa serye ng 8 mga konduktor ng tanso na may parehong diameter, ngunit may iba't ibang haba. Upang sukatin ang kasalukuyang, sinuspinde ni Ohm ang isang magnetic needle sa ibabaw ng mga conductor gamit ang isang metal na sinulid. Ang kasalukuyang tumatakbong parallel sa arrow na ito ay inilipat ito sa gilid. Nang mangyari ito, pinilipit ng physicist ang sinulid hanggang sa bumalik ang arrow sa orihinal nitong posisyon. Batay sa anggulo kung saan ang thread ay napilipit, maaaring hatulan ng isa ang halaga ng kasalukuyang.
Bilang resulta ng isang bagong eksperimento, dumating si Ohm sa formula:
X = a / b + l
Dito X– intensity ng magnetic field ng wire, l- haba ng wire, a- pare-pareho ang boltahe ng pinagmulan, b– pare-pareho ang paglaban ng natitirang mga elemento ng circuit.
Kung bumaling tayo sa mga modernong termino para ilarawan ang formula na ito, makukuha natin iyon X- kasalukuyang lakas, A- EMF ng pinagmulan, b + l- kabuuang circuit resistance.
Batas ng Ohm para sa isang seksyon ng circuit
Ang batas ng Ohm para sa isang hiwalay na seksyon ng isang circuit ay nagsasaad: ang kasalukuyang lakas sa isang seksyon ng isang circuit ay tumataas habang tumataas at bumababa ang boltahe habang tumataas ang resistensya ng seksyong ito.
I=U/R
Batay sa formula na ito, maaari tayong magpasya na ang paglaban ng konduktor ay nakasalalay sa potensyal na pagkakaiba. Mula sa isang mathematical point of view, ito ay tama, ngunit mula sa isang physics point of view, ito ay mali. Ang formula na ito ay naaangkop lamang para sa pagkalkula ng paglaban sa isang hiwalay na seksyon ng circuit.
Kaya, ang formula para sa pagkalkula ng resistensya ng konduktor ay kukuha ng form:
R = p ⋅ l / s
Batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit
Ang pagkakaiba sa pagitan ng batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit at ng batas ng Ohm para sa isang seksyon ng isang circuit ay na ngayon ay dapat nating isaalang-alang ang dalawang uri ng paglaban. Ito ay "R" ang paglaban ng lahat ng mga bahagi ng system at "r" ang panloob na pagtutol ng pinagmumulan ng electromotive force. Ang pormula sa gayon ay kumukuha ng anyo:
Ako = U / R + r
Batas ng Ohm para sa alternating current
Ang alternating current ay naiiba sa direct current dahil nagbabago ito sa ilang partikular na yugto ng panahon. Sa partikular, binabago nito ang kahulugan at direksyon nito. Upang mailapat ang batas ng Ohm dito, kailangan mong isaalang-alang na ang paglaban sa isang circuit na may direktang kasalukuyang ay maaaring mag-iba mula sa paglaban sa isang circuit na may alternating kasalukuyang. At ito ay naiiba kung ang mga sangkap na may reactance ay ginagamit sa circuit. Ang reactance ay maaaring inductive (coils, transformers, chokes) o capacitive (capacitor).
Subukan nating alamin kung ano ang tunay na pagkakaiba sa pagitan ng reaktibo at aktibong paglaban sa isang circuit na may alternating current. Dapat mo nang maunawaan na ang halaga ng boltahe at kasalukuyang sa naturang circuit ay nagbabago sa paglipas ng panahon at, sa halos pagsasalita, ay may anyo ng alon.
Kung i-diagram natin kung paano nagbabago ang dalawang halagang ito sa paglipas ng panahon, nakakakuha tayo ng sine wave. Ang parehong boltahe at kasalukuyang tumaas mula sa zero hanggang sa isang maximum na halaga, pagkatapos, bumabagsak, dumaan sa zero at maabot ang isang maximum na negatibong halaga. Pagkatapos nito, tumaas muli sila sa zero hanggang sa pinakamataas na halaga at iba pa. Kapag sinabing negatibo ang kasalukuyang o boltahe, nangangahulugan ito na gumagalaw ito sa kabaligtaran.
Ang buong proseso ay nangyayari sa isang tiyak na dalas. Ang punto kung saan ang boltahe o kasalukuyang halaga mula sa pinakamababang halaga na tumataas hanggang sa pinakamataas na halaga ay dumadaan sa zero ay tinatawag na phase.
Sa katunayan, ito ay paunang salita lamang. Bumalik tayo sa reaktibo at aktibong paglaban. Ang pagkakaiba ay na sa isang circuit na may aktibong pagtutol, ang kasalukuyang yugto ay tumutugma sa boltahe na bahagi. Iyon ay, parehong ang kasalukuyang halaga at ang halaga ng boltahe ay umabot sa isang maximum sa isang direksyon sa parehong oras. Sa kasong ito, ang aming formula para sa pagkalkula ng boltahe, paglaban o kasalukuyang ay hindi nagbabago.
Kung ang circuit ay naglalaman ng reactance, ang mga phase ng kasalukuyang at boltahe ay nagbabago mula sa isa't isa ng ¼ ng isang panahon. Nangangahulugan ito na kapag ang kasalukuyang ay umabot sa pinakamataas na halaga nito, ang boltahe ay magiging zero at vice versa. Kapag inilapat ang inductive reactance, ang phase ng boltahe ay "aabot" sa kasalukuyang yugto. Kapag ang kapasidad ay inilapat, ang kasalukuyang yugto ay "aabot" sa boltahe na bahagi.
Formula para sa pagkalkula ng pagbaba ng boltahe sa inductive reactance:
U = I ⋅ ωL
saan L ay ang inductance ng reactance, at ω – angular frequency (time derivative ng oscillation phase).
Formula para sa pagkalkula ng pagbaba ng boltahe sa kapasidad:
U = I / ω ⋅ C
SA- kapasidad ng reactance.
Ang dalawang formula na ito ay mga espesyal na kaso ng batas ng Ohm para sa mga variable na circuit.
Ang kumpleto ay magiging ganito:
I=U/Z
Dito Z– Ang kabuuang paglaban ng isang variable circuit ay kilala bilang impedance.
Saklaw ng aplikasyon
Ang batas ng Ohm ay hindi isang pangunahing batas sa pisika, ito ay isang maginhawang pag-asa ng ilang mga halaga sa iba, na angkop sa halos anumang praktikal na sitwasyon. Samakatuwid, magiging mas madaling ilista ang mga sitwasyon kung saan maaaring hindi gumana ang batas:
- Kung mayroong inertia ng mga tagadala ng singil, halimbawa sa ilang mga high-frequency na electric field;
- Sa mga superconductor;
- Kung ang kawad ay uminit hanggang sa isang lawak na ang kasalukuyang boltahe na katangian ay tumigil na maging linear. Halimbawa, sa mga lamp na maliwanag na maliwanag;
- Sa vacuum at gas radio tubes;
- Sa mga diode at transistor.
