Aký je proporcionálny vzťah medzi napätiami a odpormi. Prúd vo vodiči je priamo úmerný napätiu na jeho koncoch a nepriamo úmerný jeho odporu.

Ohmov zákon pre časť obvodu: prúdová silaja v úseku elektrického obvodu je priamo úmerná napätiuU na koncoch úseku a je nepriamo úmerná jeho odporu R.

Vzorec zákona: ja =. Odtiaľ píšeme vzorce U = IR A R= .

Obr.1. Reťazový úsek Obr.2. Kompletná reťaz

Ohmov zákon pre úplný obvod: prúdová silaja kompletný elektrický obvod rovná EMF (elektromotorickej sile) zdroja prúdu E delené impedanciou obvodu (R + r). Celkový odpor obvodu sa rovná súčtu odporov vonkajšieho obvodu R a vnútorné r zdroj prúdu.Vzorec zákona ja =
. Na obr. 1 a 2 sú schémy elektrických obvodov.

3. Sériové a paralelné zapojenie vodičov

Vodiče v elektrických obvodoch môžu byť spojené postupne A paralelný. Zmiešaná zlúčenina kombinuje obe tieto zlúčeniny.

Odpor, keď je zapnutý, namiesto všetkých ostatných vodičov umiestnených medzi dvoma bodmi obvodu, prúd a napätie zostávajú nezmenené, sa nazýva ekvivalentný odpor tieto vodiče.

sériové pripojenie

Spojenie sa nazýva sériové if každý vodič je spojený iba s jedným predchádzajúcim a jedným nasledujúcim vodičom.

Ako vyplýva z prvého Kirchhoffove pravidlá, pri sériovom zapojení vodičov je sila elektrického prúdu pretekajúceho všetkými vodičmi rovnaká (na základe zákona zachovania náboja).

1. Pri sériovom zapojení vodičov(obr. 1) prúdová sila vo všetkých vodičoch je rovnaká:ja 1 = ja 2 = ja 3 = ja

Ryža. 1.Sériové zapojenie dvoch vodičov.

2. Podľa Ohmovho zákona napätia U 1 A U 2 na vodičoch sú rovnaké U 1 = IR 1 , U 2 = IR 2 , U 3 = IR 3 .

Napätie pri zapojení vodičov do série sa rovná súčtu napätí v jednotlivých sekciách (vodičoch) elektrického obvodu.

U = U 1 + U 2 + U 3

Ohmov zákon, napätie U 1, U 2 na vodičoch sú rovnaké U 1 = IR 1 , U 2 = IR 2 , V súlade s druhým pravidlom Kirchhoffa napätie v celej sekcii:

U = U 1 + U 2 = IR 1 + IR 2 = Ja (R 1 + R 2 )= Ja R. Dostaneme:R = R 1 + R 2

Všeobecné napätieU na vodičoch sa rovná súčtu napätíU 1 , U 2 , U 3 rovná sa:U = U 1 + U 2 + U 3 = ja · (R 1 + R 2 + R 3 ) = IR

kdeR EČV – ekvivalent odpor celého obvodu. Odtiaľ: R EČV = R 1 + R 2 + R 3

Pri sériovom zapojení sa ekvivalentný odpor obvodu rovná súčtu odporov jednotlivých sekcií obvodu : R EČV = R 1 + R 2 + R 3 +…

Tento výsledok je platný pre ľubovoľné číslo sériovo zapojené vodiče.

Z Omovho zákona vyplýva: ak sú sily prúdu v sériovom zapojení rovnaké:

ja = , ja = . Odtiaľ = alebo = t.j. napätia v jednotlivých sekciách obvodu sú priamo úmerné odporom sekcií.

Pri sériovom zapojení n identické vodiče, celkové napätie sa rovná súčinu napätia jedného U 1 pre ich počet n:

U AFTERBIRTH = n · U 1 . Podobne pre odpory : R AFTERBIRTH = n · R 1

Keď je obvod jedného zo sériovo zapojených spotrebičov otvorený, prúd zmizne v celom obvode, takže sériové pripojenie v praxi nie je vždy vhodné.

Dobrý deň, milí čitatelia stránky „Poznámky elektrikára“ ..

Dnes otváram novú sekciu na stránke tzv.

V tejto časti sa Vám pokúsim prehľadne a jednoducho priblížiť problematiku elektrotechniky. Hneď poviem, že nepôjdeme hlboko do teoretických vedomostí, ale zoznámime sa so základmi v dostatočnom poradí.

Prvá vec, ktorú vám chcem predstaviť, je Ohmov zákon pre reťazovú časť. Toto je najzákladnejší zákon, ktorý by mal poznať každý.

Znalosť tohto zákona nám umožní voľne a presne určiť hodnoty sily prúdu, napätia (potenciálneho rozdielu) a odporu v časti obvodu.

Kto je Om? Trochu histórie

Ohmov zákon objavil slávny nemecký fyzik Georg Simon Ohm v roku 1826. Takto vyzeral.

Nepoviem vám celý životopis Georga Ohma. Viac sa o tom môžete dozvedieť v iných zdrojoch.

Poviem len to najdôležitejšie.

Je po ňom pomenovaný najzákladnejší zákon elektrotechniky, ktorý aktívne uplatňujeme pri zložitých výpočtoch v projektovaní, vo výrobe aj v bežnom živote.

Ohmov zákon pre homogénnu časť obvodu je nasledujúci:

I - hodnota prúdu pretekajúceho časťou obvodu (meraná v ampéroch)

U - hodnota napätia v časti obvodu (merané vo voltoch)

R je hodnota odporu časti obvodu (meraná v ohmoch)

Ak je vzorec vysvetlený slovami, ukáže sa, že sila prúdu je úmerná napätiu a nepriamo úmerná odporu časti obvodu.

Urobme experiment

Aby sme pochopili vzorec nie slovami, ale skutkami, je potrebné zostaviť nasledujúcu schému:

Účelom tohto článku je vizuálne ukázať, ako použiť Ohmov zákon pre časť obvodu. Preto som zostavil tento obvod na svojom pracovnom stojane. Ako to vyzerá, si pozrite nižšie.

Pomocou ovládacieho tlačidla (výber) môžete zvoliť buď konštantné napätie alebo striedavé napätie na výstupe. V našom prípade sa používa konštantné napätie. Úroveň napätia mením pomocou laboratórneho autotransformátora (LATR).

V našom experimente použijem napätie na obvodovej časti rovné 220 (V). Skontrolujte výstupné napätie voltmetrom.

Teraz sme plne pripravení vykonať vlastný experiment a overiť Ohmov zákon v skutočnosti.

Nižšie uvediem 3 príklady. V každom príklade určíme požadovanú hodnotu 2 spôsobmi: pomocou vzorca a praktickým spôsobom.

Príklad č. 1

V prvom príklade musíme nájsť prúd (I) v obvode, pričom poznáme hodnotu zdroja konštantného napätia a hodnotu odporu LED žiarovky.

Napätie zdroja jednosmerného napätia je U = 220 (V). Odpor LED žiarovky je R = 40740 (Ohm).

Pomocou vzorca nájdeme prúd v obvode:

I \u003d U / R \u003d 220 / 40740 \u003d 0,0054 (A)

Zapojíme do série s LED žiarovkou, zapnutou v režime ampérmetra, a meriame prúd v obvode.

Displej multimetra zobrazuje prúd obvodu. Jeho hodnota je 5,4 (mA) alebo 0,0054 (A), čo zodpovedá prúdu zistenému vzorcom.

Príklad č. 2

V druhom príklade musíme nájsť napätie (U) časti obvodu, pričom poznáme množstvo prúdu v obvode a hodnotu odporu LED žiarovky.

I = 0,0054 (A)

R = 40740 (Ohm)

Pomocou vzorca nájdeme napätie časti obvodu:

U \u003d I * R \u003d 0,0054 * 40740 \u003d 219,9 (V) \u003d 220 (V)

A teraz skontrolujme výsledok získaný praktickým spôsobom.

Paralelne s LED žiarovkou pripájame multimeter zapnutý v režime voltmetra a meriame napätie.

Na displeji multimetra sa zobrazuje hodnota nameraného napätia. Jeho hodnota je 220 (V), čo zodpovedá napätiu zistenému pomocou vzorca Ohmovho zákona pre časť obvodu.

Príklad č. 3

V treťom príklade musíme nájsť odpor (R) časti obvodu, pričom poznáme množstvo prúdu v obvode a napätie časti obvodu.

I = 0,0054 (A)

U = 220 (V)

Opäť použijeme vzorec a nájdeme odpor časti obvodu:

R = U/I \u003d 220 / 0,0054 \u003d 40740,7 (Ohm)

A teraz skontrolujme výsledok získaný praktickým spôsobom.

Odpor LED žiarovky meriame multimetrom.

Výsledná hodnota bola R = 40740 (Ohm), čo zodpovedá odporu zistenému vzorcom.

Aké ľahké je zapamätať si Ohmov zákon pre časť obvodu!!!

Aby ste neboli zmätení a ľahko si zapamätali vzorec, môžete použiť malú nápovedu, ktorú môžete urobiť sami.

Nakreslite trojuholník a zadajte do neho parametre elektrického obvodu podľa obrázku nižšie. Mali by ste to dostať takto.

Ako sa to používa?

Používanie nápovedného trojuholníka je veľmi jednoduché a jednoduché. Zatvorte prstom parameter obvodu, ktorý potrebujete nájsť.

Ak sú parametre zostávajúce na trojuholníku umiestnené na rovnakej úrovni, musia sa vynásobiť.

Ak sú parametre zostávajúce na trojuholníku umiestnené na rôznych úrovniach, potom je potrebné rozdeliť horný parameter na nižší.

Pomocou nápovedného trojuholníka sa vo vzorci nebudete mýliť. Ale je lepšie sa to naučiť rovnako, ako násobilku.

závery

Na konci článku urobím záver.

Elektrický prúd je smerovaný tok elektrónov z bodu B s mínusovým potenciálom do bodu A s plusovým potenciálom. A čím vyšší je potenciálny rozdiel medzi týmito bodmi, tým viac elektrónov sa presunie z bodu B do bodu A, t.j. prúd v obvode sa zvýši za predpokladu, že odpor obvodu zostane nezmenený.

Ale odpor žiarovky odporuje toku elektrického prúdu. A čím väčší odpor v obvode (sériové zapojenie niekoľkých žiaroviek), tým menší prúd bude v obvode, pri konštantnom sieťovom napätí.

P.S. Tu na internete som našiel vtipnú, ale vysvetľujúcu karikatúru na tému Ohmov zákon pre časť obvodu.

Pre elektrikára a elektrotechnika je jedným zo základných zákonov Ohmov zákon. Práca predstavuje pre odborníka každý deň nové výzvy a často je potrebné nájsť náhradu za vyhorený rezistor alebo skupinu prvkov. Elektrikár musí často meniť káble, aby si vybral ten správny, musíte „odhadnúť“ prúd v záťaži, takže v každodennom živote musíte používať najjednoduchšie fyzikálne zákony a vzťahy. Význam Ohmovho zákona v elektrotechnike je kolosálny, mimochodom väčšina téz elektrotechnických odborov je vypočítaná zo 70-90% podľa jedného vzorca.

Odkaz na históriu

Ohmov zákon objavil v roku 1826 nemecký vedec Georg Ohm. Empiricky určil a opísal zákon o pomere prúdu, napätia a druhu vodiča. Neskôr sa ukázalo, že tretia zložka nie je nič iné ako odpor. Následne bol tento zákon pomenovaný po objaviteľovi, ale záležitosť sa neobmedzovala len na zákon, jeho priezvisko bolo pomenované aj ako fyzikálna veličina, ako pocta jeho práci.

Hodnota, v ktorej sa meria odpor, je pomenovaná po Georgovi Ohmovi. Napríklad rezistory majú dve hlavné charakteristiky: výkon vo wattoch a odpor - jednotka merania v ohmoch, kiloohmoch, megaohmoch atď.

Ohmov zákon pre časť obvodu

Na opísanie elektrického obvodu, ktorý neobsahuje EMF, môžete použiť Ohmov zákon pre časť obvodu. Toto je najjednoduchšia forma zápisu. Vyzerá to takto:

Kde I je prúd meraný v ampéroch, U je napätie vo voltoch, R je odpor v ohmoch.

Tento vzorec nám hovorí, že prúd je priamo úmerný napätiu a nepriamo úmerný odporu – to je presná formulácia Ohmovho zákona. Fyzikálny význam tohto vzorca je opísať závislosť prúdu cez časť obvodu s jeho známym odporom a napätím.

Pozor! Tento vzorec platí pre jednosmerný prúd, pre striedavý prúd má mierne rozdiely, k tomu sa vrátime neskôr.

Okrem pomeru elektrických veličín nám tento tvar hovorí, že graf prúdu verzus napätie v odpore je lineárny a rovnica funkcie je splnená:

f(x) = ky alebo f(u) = IR alebo f(u)=(1/R)*I

Ohmov zákon pre časť obvodu sa používa na výpočet odporu rezistora v časti obvodu alebo na určenie prúdu cez ňu so známym napätím a odporom. Máme napríklad rezistor R s odporom 6 ohmov, na jeho svorky je privedené napätie 12 V. Musíme zistiť, aký veľký prúd ním potečie. Poďme počítať:

I=12V/6Ω=2A

Ideálny vodič nemá odpor, avšak vzhľadom na štruktúru molekúl látky, z ktorej je zložený, má odpor akékoľvek vodivé teleso. To bol napríklad dôvod prechodu z hliníkových drôtov na medené drôty v domácich elektrických sieťach. Špecifický odpor medi (Ohm na 1 meter dĺžky) je menší ako u hliníka. V súlade s tým sa medené drôty zahrievajú menej, odolávajú vysokým prúdom, čo znamená, že môžete použiť drôt s menším prierezom.

Ďalší príklad - špirály vykurovacích zariadení a rezistorov majú veľký odpor, pretože. sú vyrobené z rôznych vysoko odolných kovov, ako je nichróm, kanthal atď. Nosiče náboja sa pri pohybe vodičom zrážajú s časticami v kryštálovej mriežke, v dôsledku čoho sa uvoľňuje energia vo forme tepla a vodič zahrieva sa. Čím viac prúdu - tým viac kolízií - tým viac zahrievania.

Na zníženie zahrievania je potrebné vodič buď skrátiť, alebo zväčšiť jeho hrúbku (plochu prierezu). Tieto informácie možno zapísať ako vzorec:

R drôt =ρ(L/S)

Kde ρ je odpor v Ohm * mm 2 /m, L je dĺžka v m, S je plocha prierezu.

Ohmov zákon pre paralelný a sériový obvod

V závislosti od typu pripojenia sa pozoruje iný charakter toku prúdu a rozloženia napätia. Pre časť obvodu sériového zapojenia prvkov sa napätie, prúd a odpor nachádzajú podľa vzorca:

To znamená, že rovnaký prúd tečie v obvode ľubovoľného počtu sériovo zapojených prvkov. V tomto prípade sa napätie aplikované na všetky prvky (súčet poklesov napätia) rovná výstupnému napätiu zdroja energie. Každý prvok jednotlivo má svoju vlastnú hodnotu napätia a závisí od sily prúdu a odporu konkrétneho prvku:

U e-mail \u003d I * prvok R

Odpor časti obvodu pre paralelne zapojené prvky sa vypočíta podľa vzorca:

1/R = 1/R1+1/R2

Pre zmiešané pripojenie musíte reťaz priviesť do ekvivalentnej formy. Napríklad, ak je jeden odpor pripojený k dvom paralelne zapojeným odporom, potom najprv vypočítajte odpor paralelne zapojených odporov. Dostanete celkový odpor dvoch rezistorov a stačí ho pridať k tretiemu, ktorý je s nimi zapojený do série.

Ohmov zákon pre úplný obvod

Kompletný obvod vyžaduje zdroj energie. Ideálnym zdrojom energie je zariadenie, ktoré má jednu charakteristiku:

• napätie, ak ide o zdroj EMF;
• sila prúdu, ak ide o zdroj prúdu;

Takýto zdroj je schopný dodať akýkoľvek výkon pri konštantných výstupných parametroch. V skutočnom zdroji energie sú aj také parametre ako výkon a vnútorný odpor. Vnútorný odpor je v podstate imaginárny odpor v sérii so zdrojom EMF.

Vzorec pre Ohmov zákon pre úplný obvod vyzerá podobne, ale pridáva sa vnútorný odpor napájacieho zdroja. Pre úplný reťazec sa píše podľa vzorca:

I=ε/(R+r)

Kde ε je EMF vo voltoch, R je odpor záťaže, r je vnútorný odpor napájacieho zdroja.

V praxi je vnútorný odpor zlomok ohmu a pri galvanických zdrojoch sa výrazne zvyšuje. Pozorovali ste to, keď dve batérie (nové a vybité) majú rovnaké napätie, ale jedna produkuje požadovaný prúd a funguje správne a druhá nefunguje, pretože. klesá pri najmenšom zaťažení.

Ohmov zákon v diferenciálnom a integrálnom tvare

Pre homogénny úsek obvodu platia vyššie uvedené vzorce, pre nehomogénny vodič je potrebné rozdeliť ho na najkratšie segmenty tak, aby v rámci tohto segmentu boli minimalizované zmeny jeho rozmerov. Toto sa nazýva Ohmov zákon v diferenciálnej forme.

Inými slovami: prúdová hustota je priamo úmerná intenzite a vodivosti pre nekonečne malý úsek vodiča.

V integrálnej forme:

Ohmov zákon pre striedavý prúd

Pri výpočte obvodov striedavého prúdu sa namiesto pojmu odporu zavádza pojem "impedancia". Impedancia sa označuje písmenom Z, zahŕňa aktívny odpor záťaže R a a reaktanciu X (alebo R r). Je to spôsobené tvarom sínusového prúdu (a prúdov akýchkoľvek iných foriem) a parametrami indukčných prvkov, ako aj zákonmi spínania:

1. Prúd v indukčnom obvode sa nemôže okamžite zmeniť.
2. Napätie v obvode s kapacitou sa nemôže okamžite zmeniť.

Prúd teda začína zaostávať alebo viesť k napätiu a zdanlivý výkon je rozdelený na aktívny a jalový.

X L a X C sú reaktívne zložky záťaže.

V tejto súvislosti sa zavádza hodnota cosФ:

Tu - Q - jalový výkon v dôsledku striedavého prúdu a indukčno-kapacitných komponentov, P - aktívny výkon (rozptýlený v aktívnych komponentoch), S - zdanlivý výkon, cosФ - účinník.

Možno ste si všimli, že vzorec a jeho znázornenie sa prelína s Pytagorovou vetou. To je pravda a uhol Ф závisí od toho, aká veľká je reaktívna zložka záťaže - čím je väčšia, tým je väčšia. V praxi to vedie k tomu, že prúd skutočne tečúci v sieti je väčší ako prúd, ktorý zohľadňuje elektromer v domácnosti, zatiaľ čo podniky platia za plný výkon.

V tomto prípade je odpor prezentovaný v komplexnej forme:

Tu je j imaginárna jednotka, ktorá je typická pre zložitý tvar rovníc. Menej bežne označované ako i, ale v elektrotechnike sa tiež označuje efektívna hodnota striedavého prúdu, preto, aby nedošlo k zámene, je lepšie použiť j.

Pomyselnou jednotkou je √-1. Je logické, že pri kvadratúre takéto číslo neexistuje, čo môže mať za následok negatívny výsledok „-1“.

Ako si zapamätať Ohmov zákon

Aby ste si zapamätali Ohmov zákon, môžete si jeho formuláciu zapamätať v jednoduchých slovách ako:

Čím vyššie je napätie, tým vyšší je prúd, čím vyšší je odpor, tým nižší je prúd.

Alebo použite mnemotechnické obrázky a pravidlá. Prvým je znázornenie Ohmovho zákona vo forme pyramídy - stručne a jasne.

Mnemotechnické pravidlo je zjednodušená forma konceptu pre jednoduché a ľahké pochopenie a štúdium. Môže byť buď verbálna alebo grafická. Ak chcete správne nájsť požadovaný vzorec, zatvorte požadovanú hodnotu prstom a získajte odpoveď vo forme produktu alebo podielu. Funguje to takto:

Druhým je karikatúra. Tu je to znázornené: čím viac sa Om snaží, tým ťažšie prejde ampér a čím viac voltov, tým ľahšie prejde ampér.

Ohmov zákon je jedným zo základných v elektrotechnike, väčšina výpočtov je nemožná bez jeho znalosti. A pri každodennej práci musíte často preložiť alebo určiť prúd odporom. Absolútne nie je potrebné rozumieť jeho odvodeniu a pôvodu všetkých veličín – vyžaduje sa však zvládnutie konečných vzorcov. Na záver by som rád poznamenal, že medzi elektrikármi existuje staré komické príslovie: "Ak nepoznáš Om, zostaň doma." A ak je v každom vtipe zrnko pravdy, tak tu je toto zrnko pravdy 100%. Preštudujte si teoretické základy, ak sa chcete stať profesionálom v praxi a ďalšie články z našej stránky vám s tým pomôžu.

Páči sa mi to( 0 ) Nemám rád( 0 )

Elektrický odpor pre časť obvodu je určený pomocou Ohmovho zákona. Aby sme pochopili procesy vyskytujúce sa v prvkoch elektrického obvodu jednosmerného prúdu, je potrebné poskytnúť všeobecnú definíciu Ohmovho zákona.

Ohmov zákon

Intenzita prúdu v sekcii obvodu je vždy priamo úmerná napätiu v tejto sekcii a nepriamo úmerná odporu sekcie.

Podobná definícia bude platiť aj pre roztoky elektrolytov. Ohmov všeobecný zákon je charakteristický pri opise homogénnej časti obvodu, ktorá neobsahuje prúdové zdroje.

Pri zostavovaní vzorcov sa zavádzajú ďalšie charakteristiky. Medzi nimi je koeficient proporcionality. Zapisuje sa ako $1=R$. To znamená, že $I = \frac(U)(R)$.

$R$ je odpor vodiča.

Odpor sa zvyčajne meria v ohmoch (Ohm).

Ohmov zákon je hlavným zákonom v elektrotechnike. Použitie:

• elektrické obvody sú študované a vypočítané;
• medzi odporom a napätím sa vytvorí logický vzťah.

Definícia 1

Prúdovo-napäťová charakteristika - funkčná závislosť prvku sekcie obvodu. Je to veľmi dôležitá hodnota pre elektrické vlastnosti prvku. Takáto závislosť môže byť reprezentovaná ako $I = I(U)$.

Takéto charakteristiky môžu mať v závislosti od situácie rôzne formy a prejavy. Najjednoduchšiu formu prúdovo-napäťovej charakteristiky vyjadril vo vzorci Georg Ohm, podľa ktorého bola pomenovaná jednotka prúdového odporu. Vedec potvrdil svoju teóriu mnohými experimentmi, pričom experimenty aplikoval na kovový vodič.

Ohmov zákon je potrebné chápať na teoretickej a praktickej úrovni, aby bolo možné riešiť rôzne problémy. Ak sa nesprávne aplikujú základné parametre zákona, výsledok nadobudne nesprávne znaky, takže dochádza k početným chybám.

Aplikácia Ohmovho zákona na časť obvodu

Každý úsek elektrického obvodu možno opísať pomocou troch základných veličín:

• odpor;
• Napätie;
• prúd.

Táto kombinácia sa tiež nazýva "Ohmov trojuholník", pretože veličiny charakterizujú všetky procesy elektrotechniky.

Všetky výpočty majú zmysel iba v prípadoch, keď je napätie v obvode vyjadrené vo voltoch (V), odpor je v ohmoch (Ohm) a prúd je v ampéroch (A). Pri použití iných jednotiek merania alebo ich násobkov je potrebné vykonať ďalšiu sériu akcií, aby bol požadovaný výsledok plne v súlade s úlohami a účelmi výpočtov. Na tento účel sa viaceré jednotky použitých množstiev prevedú na tradičné množstvá.

Viaceré merné jednotky:

• milivolty;
• miliampéry;
• megaohmy.

Pri výpočtoch vo viacerých jednotkách merania je napätie vždy vyjadrené vo voltoch.

Ak chcete vypočítať odpor v časti obvodu podľa Ohmovho zákona, musíte najskôr určiť prúd v danej časti obvodu. Napätie sa potom vydelí odporom konkrétnej časti obvodu. Tieto akcie je možné vykonať na ľubovoľnom mieste bez chyby.

Na určenie napätia v obvode použite vzorec $U = IR$.

Podľa tohto vzorca je napätie na oboch koncoch úseku elektrického obvodu priamo úmerné odporu a prúdu. Inými slovami, ak sa neustále nesnažíte zmeniť odpor v tejto oblasti, potom sa so zvýšením prúdu použije metóda zvyšovania napätia.

Značné napätie v obvode bude zodpovedať väčšiemu prúdu. Tieto pravidlá platia pre neustály odpor. Na získanie rovnakého prúdu pri rôznych odporoch musí väčšie napätie zodpovedať väčšiemu odporu.

Pokles napätia je napätie v určitej časti obvodu. To znamená, že napätie a pokles napätia sú identické pojmy a slovo „pokles“ nemá nič spoločné so stratou určitého množstva napätia v obvode. Strata napätia by sa mala odlíšiť od poklesu napätia.

Výpočet odporu

Odpor v časti obvodu sa vypočíta pomocou klasického vzorca $R = \frac(U)(I)$. Aby ste to dosiahli, musíte nastaviť hodnoty napätia a prúdu. Odpor je pomer napätia k prúdu.

Pri viacnásobnom zvýšení alebo znížení napätia sa prúd tiež niekoľkokrát zmení v jednom alebo druhom smere. Pomer napätia k prúdu, ktorý sa rovná odporu, zostáva vždy rovnaký.

Odpor konkrétneho vodiča je nezávislý od napätia a prúdu. Bude to závisieť od materiálu vodiča, jeho dĺžky a plochy prierezu. Vzorec na výpočet odporu v časti obvodu je veľmi podobný vzorcu na určenie prúdu, ale medzi nimi je zásadný rozdiel.

Spočíva v tom, že prúd v určitej časti obvodu závisí od napätia a odporu, preto sa mení rovnakým spôsobom. Odpor v tejto časti obvodu je konštantná hodnota. Nezávisí od zmien hodnôt prúdu a napätia, ale rovná sa pomeru týchto hodnôt.

Voltampérové ​​charakteristiky

Ohmov zákon je prezentovaný vo forme prúdovo-napäťovej charakteristiky. Vzťah medzi dvoma proporcionálnymi veličinami je na grafe vyjadrený priamkou. Prechádza cez pôvod. Takýto priamy úmerný vzťah veličín sa nazýva aj lineárny vzťah.

V grafickom vyjadrení Ohmovho zákona je tiež nakreslená priamka pre časť obvodu so zápornými hodnotami napätia a prúdu. To znamená, že prúd v obvode tečie rovnakým smerom v rôznych smeroch. Pri väčšom odpore má prúd s rovnakým napätím menšiu hodnotu.

Charakteristika prúdového napätia sa robí pomocou špeciálnych zariadení. Lineárne zariadenia sú také, v ktorých je charakteristika vyjadrená priamkou a prechádza cez počiatok.

Odborníci pri zostavovaní charakteristík prúdového napätia tiež používajú koncepty lineárneho odporu a lineárnych obvodov.

Definícia 2

Nelineárne zariadenia sú zariadenia, v ktorých sa odpor mení so zmenou prúdu alebo napätia. Pre takéto prípady už Ohmov zákon neplatí.

Začíname publikovať materiály nového nadpisu „“ av dnešnom článku si povieme o základných pojmoch, bez ktorých nie je možné diskutovať o žiadnom elektronickom zariadení alebo obvode. Ako ste možno uhádli, myslím prúd, napätie a odpor😉 Navyše neobídeme zákon, ktorý určuje príbuznosť týchto veličín, ale nebudem predbiehať, posuňme sa postupne.

Začnime teda konceptom Napätie.

Napätie.

Podľa definície Napätie- je to energia (alebo práca), ktorá sa vynakladá na presun jedného kladného náboja z bodu s nízkym potenciálom do bodu s vysokým potenciálom (t. j. prvý bod má zápornejší potenciál v porovnaní s druhým). Z priebehu fyziky si pamätáme, že potenciál elektrostatického poľa je skalárna hodnota rovnajúca sa pomeru potenciálnej energie náboja v poli k tomuto náboju. Pozrime sa na malý príklad:

V priestore pôsobí konštantné elektrické pole, ktorého intenzita sa rovná E. Zvážte dva body umiestnené vo vzdialenosti d jeden od druhého. Takže napätie medzi dvoma bodmi nie je nič iné ako potenciálny rozdiel v týchto bodoch:

Zároveň nezabudnite na vzťah medzi silou elektrostatického poľa a potenciálnym rozdielom medzi dvoma bodmi:

A ako výsledok dostaneme vzorec spájajúci stres a napätie:

V elektronike sa pri zvažovaní rôznych obvodov napätie stále považuje za potenciálny rozdiel medzi bodmi. V súlade s tým je zrejmé, že napätie v obvode je koncept spojený s dvoma bodmi v obvode. To znamená, že napríklad „napätie v rezistore“ nie je úplne správne. A ak v určitom bode hovoria o napätí, potom majú na mysli potenciálny rozdiel medzi týmto bodom a "zem". Tak sme sa hladko dostali k ďalšiemu dôležitému konceptu v štúdiu elektroniky, a to konceptu "zem"🙂 Takže "zem" v elektrických obvodoch je najčastejšie zvyčajné uvažovať s bodom nulového potenciálu (to znamená, že potenciál tohto bodu je 0).

Povedzme si ešte pár slov o jednotkách, ktoré pomáhajú charakterizovať množstvo Napätie. Jednotkou merania je Volt (V). Pri pohľade na definíciu napätia môžeme ľahko pochopiť, že pohnúť nábojom o veľkosti 1 prívesok medzi bodmi s potenciálnym rozdielom 1 volt, je potrebné vykonať prácu rovnajúcu sa 1 Joule. S týmto sa zdá byť všetko jasné a môžete ísť ďalej 😉

A ďalší v poradí tu máme ešte jeden pojem, a to prúd.

Prúd, prúd v obvode.

Čo je elektriny?

Zamyslime sa nad tým, čo sa stane, ak nabité častice, napríklad elektróny, padnú pod pôsobením elektrického poľa ... Uvažujme vodič, na ktorý Napätie:

Zo smeru intenzity elektrického poľa ( E) môžeme odvodiť, že title="(!LANG:Rendered by QuickLaTeX.com" height="16" width="60" style="vertical-align: -4px;"> (вектор напряженности всегда направлен в сторону уменьшения потенциала). На каждый электрон начинает действовать сила:!}

Kde e je náboj elektrónu.

A keďže elektrón je záporne nabitá častica, vektor sily bude smerovať v smere opačnom k ​​smeru vektora intenzity poľa. Pri pôsobení sily teda častice spolu s chaotickým pohybom nadobúdajú usmernený pohyb (vektor rýchlosti V na obrázku). V dôsledku toho existuje elektriny 🙂

Prúd je usporiadaný pohyb nabitých častíc pod vplyvom elektrického poľa.

Dôležitou nuansou je, že sa všeobecne uznáva, že prúd tečie z bodu s kladnejším potenciálom do bodu s zápornejším potenciálom, napriek tomu, že sa elektrón pohybuje opačným smerom.

Nosičmi náboja môžu byť nielen elektróny. Napríklad v elektrolytoch a ionizovaných plynoch je tok prúdu primárne spojený s pohybom iónov, čo sú kladne nabité častice. V súlade s tým sa smer vektora sily, ktorý na ne pôsobí (a súčasne vektor rýchlosti), bude zhodovať so smerom vektora E. A v tomto prípade nebude žiadny rozpor, pretože prúd bude tiecť presne v smere, ktorým sa častice pohybujú 🙂

Aby odhadli prúd v obvode, prišli s takou hodnotou, ako je sila prúdu. takze prúdová sila (ja) je hodnota, ktorá charakterizuje rýchlosť pohybu elektrického náboja v bode. Jednotkou sily prúdu je Ampere. Sila prúdu vo vodiči je 1 ampér ak pre 1 sekunda náboj prechádza prierezom vodiča 1 prívesok.

Koncepty sme už zvážili prúd a napätie, teraz sa pozrime, ako tieto veličiny súvisia. A na to musíme študovať, čo to je odpor vodiča.

Odpor vodiča/obvodu.

Termín " odpor” už hovorí za všetko 😉

takze odpor- fyzikálna veličina charakterizujúca vlastnosti vodiča zabrániť ( odolávať) prechod elektrického prúdu.

Zvážte medený vodič s dĺžkou l s plochou prierezu rovnajúcou sa S:

Odpor vodiča závisí od niekoľkých faktorov:

Odpor je tabuľková hodnota.

Vzorec, podľa ktorého môžete vypočítať odpor vodiča, je nasledujúci:

V našom prípade to tak bude 0,0175 (ohm * štvorcový mm / m) je odpor medi. Nech je dĺžka vodiča 0,5 m, a plocha prierezu je 0,2 štvorcových mm. potom:

Ako ste už pochopili z príkladu, merná jednotka odpor je Ohm 😉

OD odpor vodiča všetko je jasné, je čas študovať vzťah napätie, prúd a odpor obvodu.

A tu nám prichádza na pomoc základný zákon všetkej elektroniky - Ohmov zákon:

Sila prúdu v obvode je priamo úmerná napätiu a nepriamo úmerná odporu časti uvažovaného obvodu.

Zvážte najjednoduchší elektrický obvod:

Ako vyplýva z Ohmovho zákona, napätie a prúd v obvode súvisia takto:

Nech je napätie 10 V a odpor obvodu 200 ohmov. Potom sa sila prúdu v obvode vypočíta takto:

Ako vidíte, všetko je jednoduché 🙂

Snáď tu ukončíme dnešný článok, ďakujeme za pozornosť a do skorého videnia! 🙂