Ohmův zákon pro celý řetězec: historie a vzorce.

24. 3. 2019

Co je Ohmův zákon pro kompletní řetězec? Takže je to vzorec, ve kterém je jasně vidět spojení hlavních parametrů elektrického obvodu: proud, napětí a odpor. Abychom pochopili podstatu zákona, pojďme se nejprve zabývat některými pojmy. Ohmův zákon pro kompletní řetězec

Co se nazývá elektrický obvod?

Elektrický obvod je způsob, jakým proudí elektrické obvody poplatky (elektrické prvky, dráty a další zařízení). Samozřejmě, jeho začátek je považován za zdroj energie. Pod vlivem elektromagnetického pole, fotonových jevů nebo chemických procesů mají elektrické náboje tendenci přepínat na opačný terminál tohoto zdroje energie.

Co je elektrický proud?

Je nazýván řízený pohyb nabitých částic při vystavení elektrickému poli nebo jiným vnějším silám elektrického proudu. Jeho směr je určen direktivitou protonů (pozitivní náboje). Proud bude konstantní, pokud se časem nezmění ani jeho síla ani směr.

Ohmova historie práva

Při provádění experimentů s dirigentem se fyzik George Ohm podařilo zjistit, že proud je úměrný napětí, které je aplikováno na jeho konce:

I / sim U nebo I = G / U,

kde G je elektrická vodivost a hodnota R = 1 / G je elektrický odpor vodiče. Tento objev založil slavný německý fyzik v roce 1827. Ohmův zákon

Ohmovy zákony

Pro úplný obvod bude definice následující: proud v obvodu se rovná poměru elektromotorické síly (dále EMF) zdroje k součtu odporů:

I = E / (R + r)

kde R je odpor vnějšího obvodu a r je vnitřní odpor proudový zdroj. Docela často formulování zákona způsobuje potíže, protože ne všichni jsou obeznámeni s pojetím EMF, jeho rozdílem od napětí, nikdo neví, co to znamená a odkud pochází vnitřní odpor. K tomu potřebujeme objasnění, protože Ohmův zákon pro kompletní řetězec má hluboký význam. Ohmovy zákony pro kompletní řetězec

Znění zákona pro řetězec se nazývá průhledné. Důvodem je, že pro jeho pochopení nejsou potřebná žádná další vysvětlení: proud v obvodu je přímo úměrný napětí a nepřímo úměrný odporu:

I = U / R.

Význam

Ohmův zákon pro úplný okruh je pevně spojen se zákonem o zachování energie. Předpokládejme, že aktuální zdroj nemá žádný vnitřní odpor. Co by se mělo stát? Ukázalo se, že pokud nebyl žádný odpor, pak by byl větším proudem dán vnější obvod, respektive, a síla by byla větší.

Nyní je čas se vypořádat s konceptem elektromotorické síly. Tato hodnota představuje rozdíl mezi elektrickými potenciály na zdrojových svorkách, ale pouze bez zatížení. Jako příklad učiníme tlak vody ve zvýšené nádrži. Hladina vody bude na místě, dokud nebude spotřebována. Při otevření ventilu se hladina kapaliny sníží, protože nedochází k výměně. Při vstupu do potrubí dochází k odporu vody, stejná věc se děje s elektrickými náboji v drátu.

Při absenci zatížení jsou svorky v otevřeném stavu, ukazuje se, že EMF a napětí se shodují v rozsahu. Pokud například zapínáme žárovku, okruh se uzavře a elektromotorická síla vytvoří napětí v ní a bude pracovat užitečně. Část energie z vnitřního odporu se rozptýlí (nazývá se ztrátou).

V takovém případě, je-li odpor spotřebitele menší než vnitřní, je na zdroji proudu přidělen velký výkon. A pak dojde k poklesu EMF ve vnějším obvodu a na vnitřní odpor značnou část energie ztratí. Podstata zákonů zachování je, že příroda nemůže trvat déle než dát. Ohmův právní řetězec

Podstata vnitřního odporu vůči obyvatelům "Khrushchev", kteří mají klimatizaci v bytech, a staré elektroinstalace nebyl nahrazen, je dobře známo. Elektroměr se otáčí rychlostí otřesů, ohřeje zásuvku a stěnu, kde projíždějí staré hliníkové dráty, což způsobí, že klimatizační jednotka sotva ochlazuje vzduch v místnosti.

Příroda r

"Plný Ohm" (jak se zákon používá k volání elektrikářů) je špatně chápán, protože vnitřní odpor zdroje zpravidla není elektrický. Podívejme se na to na příkladu solné baterie. Je známo, že elektrická baterie se skládá z několika prvků, ale budeme zvažovat pouze jednu. Takže máme připravenou baterii "Krone", která se skládá ze 7 sériově spojených prvků.

Jak vzniká současná generace? V nádobě s elektrolytem umístíme uhlíkovou tyč do manganové skříně sestávající z pozitivních elektrod nebo anod. Konkrétně v tomto příkladu uhlíková tyč působí jako sběrač proudu. Zinkový kov tvoří negativní elektrody (katody). Při nákupu baterií se zpravidla používá gelový elektrolyt. Tekutina se používá velmi vzácně. Zinkový pohár s elektrolytem a anodami působí jako záporná elektroda.

Ukázalo se, že tajemství baterie spočívá ve skutečnosti, že potenciál manganu není tak vysoký, jako je potenciál zinku. Proto jsou elektrony přitahovány ke katodě a to naopak tlačí pozitivně nabité ionty zinku na anodu. V důsledku toho se katoda postupně spotřebovává. Možná, že každý ví, že pokud není mrtvá baterie včas nahrazena, pak může uniknout. Jaký je důvod? Vše je velmi jednoduché: elektrolyt začne proudit přes odpojený pohár.

Když se náboje pohybují na uhlíkové tyči, kladné náboje se hromadí ve skořápce manganu, zatímco záporné náboje se shromažďují na zinku. Proto se nazývají anoda a katoda, ale uvnitř baterií vypadají jinak. Rozdíl mezi poplatky a vytvoří elektromotorickou sílu zdroj energie. Nabíjení se zastaví v elektrolytu, pokud se potenciální rozdíl materiálu elektrody rovná hodnotě EMF a síly přitažlivosti se rovnají odpudivým silám. Ohmův zákon pro celý řetězec

Nyní uzavřete okruh: stačí připojit k baterii žárovku. Při průchodu umělým světelným zdrojem se nabíjecí články vrátí na své místo ("domov") a rozsvítí se žárovka. Uvnitř baterie se opět začne pohyb elektronů a iontů, protože náboje vystupují ven a objevuje se přitahující nebo odpuzující síla.

Ve skutečnosti baterie produkuje proud, což je důvod, proč žárovka svítí, je to kvůli spotřebě zinku, který se v tomto procesu transformuje na jiné chemické sloučeniny. K získání čistého zinku, podle zákon o ochraně energie musíte je strávit, ale ne v elektrické formě (přesně tak, jako byla dána žárovka).

Nyní se nakonec můžeme zabývat povahou vnitřního odporu zdroje. V baterii je překážkou pohybu velkých iontů. Pohyb elektronů bez iontů je nemožný, protože neexistuje přitažlivá síla.

U průmyslových generátorů se r objevuje nejen z důvodu elektrického odporu vinutí, ale také z vnějších příčin. Tak například ve vodních elektrárnách závisí velikost rozsahu od účinnosti turbíny, od odporu toku vody v potrubí, jakož i od ztrát v mechanickém přenosu. Některé ovlivňují také teplotu vody a způsob, jakým je namočená.

Střídavý proud

Již jsme zvažovali Ohmův zákon pro celý okruh pro stejnosměrný proud. Jak se vzorec mění se střídavým proudem? Než to budeme znát, pojďme popsat samotný koncept. Střídavý proud je pohyb elektricky nabitých částic, jejichž směr a hodnota se mění s časem. Na rozdíl od konstanty jsou doprovázeny dalšími faktory, které vytvářejí nový druh odporu (reaktivní). Je charakteristická pro kondenzátory a induktory. Ohmův zákon pro kompletní obvod střídavého proudu

Ohmův zákon pro kompletní obvod pro AC má podobu:

I = U / Z

kde Z je impedance sestávající z aktivní a reaktivní.

Není to tak špatné

Ohmův zákon pro úplný obvod, kromě indikování ztrát energie, také navrhuje způsoby, jak je eliminovat. Konvenční elektrikáři zřídka používají vzorec pro nalezení komplexního odporu za přítomnosti kapacit nebo indukčnosti v obvodu. Ve většině případů se proud měří pomocí roztočů nebo speciálního testeru. A když je známo napětí, lze snadno vypočítat složitý odpor (pokud je to skutečně nutné).