Օհմի օրենքի պարզ սահմանում. Օհմի օրենքների բոլոր տեսակները

Օհմի էմպիրիկ ֆիզիկական օրենքը շղթայի մի հատվածի համար սահմանվել է Գեորգ Սայմոն Օմի կողմից գրեթե երկու դար առաջ և անվանվել է այս հայտնի ֆիզիկոսի անունից՝ Գերմանիայից:

Հենց այս օրենքն է որոշում աղբյուրի էլեկտրաշարժիչ ուժի, էլեկտրական հոսանքի ուժի և հաղորդիչի ներսում դիմադրության ցուցիչների միջև առաջացող հարաբերությունները:

Դիտարկենք Օհմի օրենքի սահմանումը.

Կիրառական էլեկտրատեխնիկայի ամբողջ շրջանակը հիմնված է Օհմի ֆիզիկական օրենքի վրա և ներկայացված է երկու հիմնական ձևով.

• էլեկտրական շղթայի հատված;
• ամբողջական էլեկտրական միացում.

Իր դասական ձևով նման օրենքի ձևակերպումը բոլորին շատ լավ հայտնի է դեռևս դպրոցական տարիներից. էլեկտրական միացումում ընթացիկ ուժը ուղիղ համեմատական ​​է լարման ցուցիչներին, ինչպես նաև հակադարձ համեմատական ​​է դիմադրության ցուցիչներին:

Նման օրենքի անբաժանելի ձևը հետևյալն է. I=U/R, Որտեղ

• I-ը ընթացիկ ուժի ցուցիչ է, որն անցնում է էլեկտրական շղթայի մի հատվածով, դիմադրության արժեքներով, որոնք նշվում են R-ով;
• U - լարման ցուցիչ:

Պետք է հիշել, որ օրենքի այս ձևը, բացի լուծույթներից և մետաղներից, վավեր է միայն էլեկտրական սխեմաների համար, որոնցում չկա իրական հոսանքի աղբյուր կամ այն ​​իդեալական է:

Օհմի օրենքը շղթայի ոչ միատեսակ հատվածի համար

Ցանկացած էլեկտրական շղթայի հատվածը անհամասեռ է, եթե դրան միացված է էլեկտրաշարժիչ ուժի աղբյուր: Այսպիսով, կողմնակի ուժերի ազդեցությունը արտացոլվում է այս էլեկտրական միացումում:

I=ϕ 2 -ϕ 1 +ℰ/R + r, Որտեղ

• I - ընթացիկ ուժի նշանակում;
• ϕ 1 - «Ա» կետի ներուժի նշանակում.
• ϕ 2 - «B» կետի ներուժի նշանակում.
• ℰ - էլեկտրական հոսանքի աղբյուրի էլեկտրաշարժիչ ուժի ցուցիչներ վոլտով.
• R - հատվածի դիմադրության նշանակում;
• r-ը ընթացիկ աղբյուրի ներքին դիմադրությունն է:

Օհմի օրենքը շղթայի հատվածի համար

Ստանդարտ անհամասեռ հատվածները բնութագրվում են էլեկտրական շղթայի վերջում որոշակի պոտենցիալ տարբերության առկայությամբ, ինչպես նաև ներքին պոտենցիալ ալիքների առկայությամբ:

Վերջին տարիներին այն դուրս է եկել շրջանառությունից և փոխարինվել նոր մոդելներով։ Այնուամենայնիվ, նման չափիչ սարքերը դեռ օգտագործվում են: Այս հոդվածում մենք կանդրադառնանք, թե ինչպես ճիշտ տեղադրել ինդուկցիոն հաշվիչ:

Օրենքով ինչքա՞ն կարելի է օգտագործել էլեկտրական հաշվիչն ու ով պետք է այն փոխի, կարդացեք.

Որոշ դեպքերում ձեռնտու է օգտագործել օր-գիշերային հաշվիչ: Մենք ձեզ կասենք, թե որ դեպքերում են շահավետ կրկնակի սակագները և ինչպես վերցնել ընթերցումները:

Օհմի օրենքը շղթայի հատվածի համար

Ըստ օրենքի՝ էլեկտրական շղթայի մի հատվածում ընթացիկ ուժգնությունը ուղիղ համեմատական ​​է լարման մակարդակին և հակադարձ համեմատական՝ տվյալ հատվածի էլեկտրական դիմադրությանը։

Օրինակ, եթե դիրիժորն ունի 1 Օմ դիմադրություն և 1 Ամպեր հոսանք, ապա դրա ծայրերում լարումը կլինի 1 Վոլտ, ինչը նշանակում է լարման անկում կամ U = IR:

Եթե ​​հաղորդիչի ծայրերն ունեն 1 վոլտ լարում և 1 ամպեր հոսանք, ապա հաղորդիչի դիմադրությունը կլինի 1 Օմ կամ R = U/I։

Շղթայի մի հատվածը կարող է ներկայացվել մեկ սպառողով պարզ շղթայով, զույգ սպառողների հետ զուգահեռ միացումով, ինչպես նաև սերիական միացումով և վերին խառը միացումով, որը բնութագրվում է սերիական և զուգահեռ միացումների համադրությամբ:

Օհմի օրենքը EMF-ով շղթայի հատվածի համար

EMF կամ էլեկտրաշարժիչ ուժը ֆիզիկական մեծություն է, որը որոշում է կողմնակի ուժերի հարաբերակցությունը ընթացիկ աղբյուրի դրական բևեռի ուղղությամբ լիցքը տեղափոխելու գործընթացում տվյալ լիցքի արժեքին.

• ε = Գործ / ք
• ε – էլեկտրաշարժիչ ուժ;
• Գործողություն - արտաքին ուժերի աշխատանք;
• q – լիցքավորում;

Էլեկտրաշարժիչ ուժի չափման միավորը V (վոլտ) է

Օհմի օրենքը EMF-ով շղթայի հատվածի համար

Էլեկտրաշարժիչ ուժի աղբյուր ունեցող շղթայի հատվածի համար օրենքի վերլուծական արտահայտությունը հետևյալն է.

• I = (φa – φc + E) / R = (Uac + E) / R;
• I = (φa – φc – E) / R = (Uac – E) / R;
• I = E /(R+ r), որտեղ
• E – էլեկտրաշարժիչ ուժի ցուցիչներ:

Էլեկտրական հոսանքն այս դեպքում հանրահաշվական գումար է, որը ստացվում է էլեկտրաշարժիչ ուժի ցուցիչներով տերմինալներում լարման ցուցիչները ավելացնելով՝ բաժանված դիմադրության ցուցիչներով։

Մեկ EMF-ի առկայության վերաբերյալ կանոնը նշում է. ուղղակի հոսանքի առկայությունը ներառում է էլեկտրական շղթայի ծայրերում մշտական ​​պոտենցիալ տարբերության պահպանում ստանդարտ հոսանքի աղբյուրի միջոցով:

Էլեկտրական հոսանքի աղբյուրի ներսում դրական լիցքը փոխանցվում է դեպի ավելի բարձր ներուժ՝ լիցքերը բաժանելով դրական և բացասական լիցքավորված մասնիկների։

Օհմի օրենքը առանց EMF-ի միացման հատվածի համար

Պետք է հաշվի առնել, որ շղթայի մի հատվածի համար, որը չի պարունակում էլեկտրաշարժիչ ուժի աղբյուր, կապ է հաստատվում այս հատվածի էլեկտրական հոսանքի և լարման ցուցիչների միջև:

I = E / R

Այս բանաձևի համաձայն, ընթացիկ ուժգնությունը ուղիղ համեմատական ​​է էլեկտրական շղթայի մի հատվածի ծայրերում գտնվող լարմանը և հակադարձ համեմատական ​​այս հատվածի դիմադրության ցուցիչներին:

Էլեկտրաշարժիչ ուժի աղբյուր

EMF-ի արտաքին բնութագրերի շնորհիվ որոշվում է աղբյուրի տերմինալներում լարման ցուցիչների կախվածության աստիճանը և բեռի արժեքը:

Օրինակ՝ U= E-R 0 x I՝ ըստ երկու կետերի՝ I=0 E=U եւ U=0 E=R0I։

Էլեկտրաշարժիչ ուժի իդեալական աղբյուր՝ R0=0, U=E։ Այս դեպքում բեռի մեծությունը չի ազդում լարման ցուցանիշների վրա:

Օհմի էմպիրիկ ֆիզիկական օրենքը ամբողջական միացման համար որոշում է երկու հետևանք.

• Պայմաններում ռ< < R, показатели силы тока в электрической цепи являются обратно пропорциональными показателям сопротивления. В некоторых случаях источник может являться источником напряжения.
• r > > R պայմաններում արտաքին էլեկտրական շղթայի հատկությունները կամ բեռի մեծությունը չեն ազդում ընթացիկ ցուցանիշների վրա, և աղբյուրը կարելի է անվանել հոսանքի աղբյուր։

Էլեկտրական հոսանք ունեցող փակ շղթայում էլեկտրաշարժիչ ուժը ամենից հաճախ հավասար է՝ E = Ir + IR = U(r) + U(R)

Այսպիսով, EMF-ը կարող է սահմանվել որպես սկալյար ֆիզիկական մեծություն, որն արտացոլում է ոչ էլեկտրական ծագման արտաքին ուժերի ազդեցությունը:

Ընդունված չափման միավորներ

Հիմնական, ընդհանուր առմամբ ընդունված չափման միավորները, որոնք օգտագործվում են Օհմի օրենքի հետ կապված ցանկացած հաշվարկներ կատարելիս, ներառում են.

• լարման ցուցիչների ցուցադրում վոլտով;
• ընթացիկ ցուցանիշների արտացոլումը ամպերով;
• դիմադրության ցուցիչների արտացոլումը ohms-ում:

Ցանկացած այլ քանակություն պետք է վերածվի ընդհանուր ընդունվածների՝ նախքան հաշվարկներին անցնելը:

Կարևոր է հիշել, որ Օհմի ֆիզիկայի օրենքը չի կիրառվում հետևյալ դեպքերում.

• բարձր հաճախականություններ, որոնք ուղեկցվում են էլեկտրական դաշտի փոփոխության զգալի արագությամբ.
• ցածր ջերմաստիճանի պայմաններում գերհաղորդականությամբ;
• շիկացած լամպերում, ինչը պայմանավորված է հաղորդիչի նկատելի տաքացմամբ և լարման գծայինության բացակայությամբ.
• հաղորդիչի կամ դիէլեկտրիկի բարձր լարման մակարդակների ազդեցության հետևանքով առաջացած անսարքության առկայության դեպքում.
• վակուումային լույսի աղբյուրների և գազային խառնուրդներով լցված էլեկտրոնային խողովակների ներսում, ներառյալ լյումինեսցենտային լուսավորության սարքերը:

Նույն կանոնը կիրառվում է տարասեռ կիսահաղորդիչների և կիսահաղորդչային սարքերի նկատմամբ, որոնք բնութագրվում են p/n հանգույցների առկայությամբ, ներառյալ դիոդային և տրանզիստորային տարրերը:

Որքան ճշգրիտ է հաշվիչը չափում սպառված էներգիան, այնքան լավ: արտացոլում է չափիչ սարքի հնարավոր սխալը.

Եկեք խոսենք այնպիսի արժեքի մասին, ինչպիսին է էլեկտրաէներգիայի հաշվիչի փոխակերպման գործակիցը:

Տեսանյութ թեմայի վերաբերյալ

Ինչպիսիք են էլեկտրական հոսանքը, լարումը, դիմադրությունը և հզորությունը: Եկել է էլեկտրականության հիմնական օրենքների, այսպես ասած, հիմքերի ժամանակը, առանց դրանց իմացության և ըմբռնման անհնար է ուսումնասիրել և հասկանալ էլեկտրոնային սխեմաները և սարքերը:

Օհմի օրենքը

Էլեկտրական հոսանքը, լարումը, դիմադրությունը և հզորությունը, անշուշտ, կապված են: Եվ նրանց միջև հարաբերությունները նկարագրված են, անկասկած, ամենակարևոր էլեկտրական օրենքով. Օհմի օրենքը. Պարզեցված ձևով այս օրենքը կոչվում է. Օհմի օրենք շղթայի մի հատվածի համար: Եվ այս օրենքը հնչում է այսպես.

«Շղթայի մի հատվածում ընթացիկ ուժը ուղիղ համեմատական ​​է լարմանը և հակադարձ համեմատական ​​է շղթայի տվյալ հատվածի էլեկտրական դիմադրությանը»:

Գործնական կիրառման համար Օհմի օրենքի բանաձեւը կարող է ներկայացվել այնպիսի եռանկյունու տեսքով, որը, բացի բանաձեւի հիմնական ներկայացումից, կօգնի որոշել այլ մեծություններ։

Եռանկյունն աշխատում է հետևյալ կերպ. Քանակներից մեկը հաշվարկելու համար պարզապես այն փակեք ձեր մատով։ Օրինակ:

Նախորդ հոդվածում մենք գծեցինք անալոգիա էլեկտրաէներգիայի և ջրի միջև և բացահայտեցինք լարման, հոսանքի և դիմադրության միջև կապը: Նաև Օհմի օրենքի լավ մեկնաբանությունը կարող է լինել հետևյալ պատկերը, որը հստակ ցույց է տալիս օրենքի էությունը.

Դրա վրա մենք տեսնում ենք, որ «Վոլտ» (լարման) մարդը մղում է «Ամպեր» (հոսանք) մարդուն հաղորդիչի միջով, որն իրար է ձգում «Օհմ» (դիմադրություն) մարդուն: Այսպիսով, պարզվում է, որ որքան ուժեղ դիմադրությունը սեղմում է հաղորդիչը, այնքան ավելի դժվար է, որ հոսանքն անցնի դրա միջով («հոսանքի ուժը հակադարձ համեմատական ​​է շղթայի հատվածի դիմադրությանը», կամ որքան մեծ է դիմադրությունը, ավելի վատ է հոսանքի համար և որքան փոքր է): Բայց լարումը չի քնում և ամբողջ ուժով հրում է հոսանքը (որքան բարձր է լարումը, այնքան մեծ է հոսանքը կամ - «Շղթայի մի հատվածում ընթացիկ ուժը ուղիղ համեմատական ​​է լարմանը»):

Երբ լապտերը սկսում է թույլ փայլել, մենք ասում ենք «մարտկոցը սպառվել է»: Ի՞նչ է պատահել, ի՞նչ է նշանակում, որ լիցքաթափվել է: Սա նշանակում է, որ մարտկոցի լարումը նվազել է, և այն այլևս չի կարող «օգնել» հոսանքին հաղթահարել լապտերի և լամպերի սխեմաների դիմադրությունը։ Այսպիսով, պարզվում է, որ որքան բարձր է լարումը, այնքան մեծ է հոսանքը:

Սերիական միացում - սերիական միացում

Սպառողներին սերիական միացնելիս, օրինակ, սովորական լամպերը, յուրաքանչյուր սպառողի հոսանքը նույնն է, բայց լարումը տարբեր կլինի։ Յուրաքանչյուր սպառողի մոտ լարումը կնվազի (նվազի):

Իսկ Օհմի օրենքը մի շարք շղթայում կունենա հետևյալ տեսքը.

Սերիայի միացման դեպքում սպառողների դիմադրությունները ավելանում են: Ընդհանուր դիմադրության հաշվարկման բանաձև.

Զուգահեռ միացում - զուգահեռ միացում

Զուգահեռ միացումով յուրաքանչյուր սպառողի նկատմամբ կիրառվում է նույն լարումը, սակայն սպառողներից յուրաքանչյուրի միջոցով հոսանքը, եթե նրանց դիմադրությունը տարբեր է, տարբեր կլինի:

Օհմի օրենքը երեք սպառողներից բաղկացած զուգահեռ շղթայի համար նման կլինի.

Զուգահեռաբար միացման դեպքում շղթայի ընդհանուր դիմադրությունը միշտ ավելի փոքր կլինի, քան ամենափոքր անհատական ​​դիմադրությունը: Կամ էլ ասում են, որ «դիմադրությունը նվազագույնից պակաս կլինի»։

Զուգահեռ միացումով երկու սպառողներից բաղկացած շղթայի ընդհանուր դիմադրությունը.

Զուգահեռ միացումում երեք սպառողներից բաղկացած շղթայի ընդհանուր դիմադրությունը.

Ավելի մեծ թվով սպառողների համար հաշվարկը կատարվում է այն փաստի հիման վրա, որ զուգահեռ միացումով հաղորդունակությունը (դիմադրության փոխադարձությունը) հաշվարկվում է որպես յուրաքանչյուր սպառողի հաղորդունակության գումար:

Էլեկտրական հզորություն

Հզորությունը ֆիզիկական մեծություն է, որը բնութագրում է էլեկտրական էներգիայի փոխանցման կամ փոխակերպման արագությունը։ Հզորությունը հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով.

Այսպիսով, իմանալով աղբյուրի լարումը և չափելով սպառված հոսանքը, մենք կարող ենք որոշել էլեկտրական սարքի կողմից սպառված հզորությունը: Եվ հակառակը, իմանալով էլեկտրական սարքի հզորությունը և ցանցի լարումը, կարող ենք որոշել սպառված հոսանքի քանակը։ Նման հաշվարկները երբեմն անհրաժեշտ են լինում։ Օրինակ, էլեկտրական սարքերը պաշտպանելու համար օգտագործվում են ապահովիչներ կամ անջատիչներ: Ճիշտ պաշտպանիչ սարքավորումներ ընտրելու համար անհրաժեշտ է իմանալ ընթացիկ սպառումը: Կենցաղային տեխնիկայում օգտագործվող ապահովիչներ սովորաբար վերանորոգման ենթակա են, և դրանք վերականգնելու համար բավական է

Գեորգ Սայմոն Օմը սկսեց իր հետազոտությունը՝ ոգեշնչված Ժան Բատիստ Ֆուրիեի «Ջերմության վերլուծական տեսություն» հայտնի աշխատությունից։ Այս աշխատանքում Ֆուրիեն ներկայացրեց ջերմության հոսքը երկու կետերի միջև որպես ջերմաստիճանի տարբերություն և ջերմության հոսքի փոփոխությունը կապեց ջերմամեկուսիչ նյութից պատրաստված անկանոն ձևի խոչընդոտի միջով անցնելու հետ: Նմանապես, Օհմը առաջացրել է էլեկտրական հոսանքի առաջացումը պոտենցիալ տարբերությամբ:

Դրա հիման վրա Օհմը սկսեց փորձեր կատարել տարբեր դիրիժոր նյութերի հետ։ Դրանց հաղորդունակությունը որոշելու համար նա դրանք միացրել է հաջորդականությամբ և կարգավորել երկարությունը, որպեսզի ընթացիկ ուժը բոլոր դեպքերում նույնը լինի։

Նման չափումների համար կարևոր էր ընտրել նույն տրամագծով հաղորդիչներ: Օմը, արծաթի և ոսկու հաղորդունակությունը չափելով, ստացվել են արդյունքներ, որոնք, ըստ ժամանակակից տվյալների, ճշգրիտ չեն։ Այսպիսով, Օհմի արծաթե հաղորդիչը ավելի քիչ էլեկտրական հոսանք է անցկացրել, քան ոսկին։ Ինքը՝ Օմը, դա բացատրել է նրանով, որ իր արծաթե դիրիժորը պատված է եղել յուղով, և դրա պատճառով, ըստ երևույթին, փորձը ճշգրիտ արդյունքներ չի տվել։

Սակայն սա միակ խնդիրը չէր, որի հետ խնդիրներ ունեին ֆիզիկոսները, ովքեր այդ ժամանակ զբաղվում էին էլեկտրաէներգիայի նմանատիպ փորձարկումներով։ Փորձերի համար առանց կեղտերի մաքուր նյութեր ստանալու մեծ դժվարությունները և հաղորդիչի տրամագծի չափորոշման դժվարությունները խեղաթյուրեցին փորձարկման արդյունքները: Նույնիսկ ավելի մեծ խոչընդոտն այն էր, որ ընթացիկ ուժգնությունը փորձարկումների ընթացքում անընդհատ փոխվում էր, քանի որ հոսանքի աղբյուրը փոփոխվող քիմիական տարրերն էին: Նման պայմաններում Օհմը ստացավ հոսանքի լոգարիթմական կախվածությունը մետաղալարի դիմադրությունից։

Քիչ անց գերմանացի ֆիզիկոս Պոգենդորֆը, ով մասնագիտացած էր էլեկտրաքիմիայի մեջ, առաջարկեց Օհմին քիմիական տարրերը փոխարինել բիսմուտից և պղնձից պատրաստված ջերմազույգով։ Օմը նորից սկսեց իր փորձերը։ Այս անգամ նա որպես մարտկոց օգտագործել է ջերմաէլեկտրական սարք, որն աշխատում է Seebeck էֆեկտով։ Դրան նա շարքով միացրել է նույն տրամագծով, բայց տարբեր երկարությունների 8 պղնձե հաղորդիչներ։ Ընթացքը չափելու համար Օմը մետաղական թելով կախեց մագնիսական ասեղը հաղորդիչների վրա: Այս սլաքին զուգահեռ հոսող հոսանքը այն տեղափոխեց այն կողմը: Երբ դա տեղի ունեցավ, ֆիզիկոսը պտտեց թելը, մինչև նետը վերադարձավ իր սկզբնական դիրքին: Ելնելով թելի ոլորումից, կարելի է դատել հոսանքի արժեքը։

Նոր փորձի արդյունքում Օմը եկել է բանաձևի.

X = a / b + l

Այստեղ X- մետաղալարի մագնիսական դաշտի ինտենսիվությունը, լ- մետաղալարերի երկարությունը, ա- մշտական ​​աղբյուրի լարում, բ- շղթայի մնացած տարրերի դիմադրության հաստատունը:

Եթե ​​այս բանաձևը նկարագրելու համար դիմենք ժամանակակից տերմիններին, կստանանք դա X- ընթացիկ ուժ, Ա- աղբյուրի EMF, բ + լ- միացման ընդհանուր դիմադրություն.

Օհմի օրենքը շղթայի հատվածի համար

Օհմի օրենքը շղթայի առանձին հատվածի համար ասում է. հոսանքի ուժը շղթայի մի հատվածում մեծանում է լարման աճի հետ և նվազում, քանի որ այս հատվածի դիմադրությունը մեծանում է:

I=U/R

Այս բանաձևի հիման վրա մենք կարող ենք որոշել, որ հաղորդիչի դիմադրությունը կախված է պոտենցիալ տարբերությունից: Մաթեմատիկական տեսանկյունից դա ճիշտ է, բայց ֆիզիկայի տեսանկյունից՝ կեղծ։ Այս բանաձևը կիրառելի է միայն շղթայի առանձին հատվածում դիմադրությունը հաշվարկելու համար:

Այսպիսով, դիրիժորի դիմադրության հաշվարկման բանաձևը կունենա հետևյալ ձևը.

R = p ⋅ լ / վ

Օհմի օրենքը ամբողջական միացման համար

Ամբողջական շղթայի համար Օհմի օրենքի և շղթայի մի հատվածի համար Օհմի օրենքի տարբերությունն այն է, որ այժմ մենք պետք է հաշվի առնենք դիմադրության երկու տեսակ: Սա «R» համակարգի բոլոր բաղադրիչների դիմադրությունն է և «r» էլեկտրաշարժիչ ուժի աղբյուրի ներքին դիմադրությունը: Այսպիսով, բանաձևը ստանում է ձևը.

I = U / R + r

Օհմի օրենքը փոփոխական հոսանքի համար

Փոփոխական հոսանքը տարբերվում է ուղղակի հոսանքից նրանով, որ այն փոխվում է որոշակի ժամանակահատվածներում: Կոնկրետ այն փոխում է իր իմաստն ու ուղղությունը։ Օհմի օրենքը այստեղ կիրառելու համար պետք է հաշվի առնել, որ ուղիղ հոսանք ունեցող շղթայի դիմադրությունը կարող է տարբերվել փոփոխական հոսանք ունեցող շղթայի դիմադրությունից։ Եվ դա տարբերվում է, եթե շղթայում օգտագործվում են ռեակտիվություն ունեցող բաղադրիչներ: Ռեակտիվությունը կարող է լինել ինդուկտիվ (կծիկներ, տրանսֆորմատորներ, խեղդուկներ) կամ կոնդենսատիվ (կոնդենսատոր):

Փորձենք պարզել, թե որն է իրական տարբերությունը ռեակտիվ և ակտիվ դիմադրության միջև փոփոխական հոսանք ունեցող շղթայում: Դուք արդեն պետք է հասկանաք, որ նման միացումում լարման և հոսանքի արժեքը ժամանակի ընթացքում փոխվում է և, կոպիտ ասած, ունենում է ալիքի ձև։

Եթե ​​մենք գծագրենք, թե ինչպես են այս երկու արժեքները փոխվում ժամանակի ընթացքում, մենք ստանում ենք սինուսային ալիք: Ե՛վ լարումը, և՛ հոսանքը զրոյից հասնում են առավելագույն արժեքի, այնուհետև, ընկնելով, անցնում են զրոյի միջով և հասնում առավելագույն բացասական արժեքի։ Սրանից հետո նրանք նորից բարձրանում են զրոյից մինչև առավելագույն արժեք և այլն։ Երբ ասում են, որ հոսանքը կամ լարումը բացասական է, նշանակում է, որ այն շարժվում է հակառակ ուղղությամբ։

Ամբողջ գործընթացը տեղի է ունենում որոշակի հաճախականությամբ։ Այն կետը, որտեղ լարման կամ հոսանքի արժեքը նվազագույն արժեքից բարձրացող առավելագույն արժեքից անցնում է զրոյի միջով, կոչվում է փուլ:

Իրականում սա ընդամենը նախաբան է։ Վերադառնանք ռեակտիվ և ակտիվ դիմադրությանը։ Տարբերությունն այն է, որ ակտիվ դիմադրություն ունեցող շղթայում ընթացիկ փուլը համընկնում է լարման փուլի հետ: Այսինքն, և՛ ընթացիկ արժեքը, և՛ լարման արժեքը միաժամանակ հասնում են առավելագույնի մեկ ուղղությամբ: Այս դեպքում լարման, դիմադրության կամ հոսանքի հաշվարկման մեր բանաձեւը չի փոխվում։

Եթե ​​շղթան պարունակում է ռեակտիվություն, հոսանքի և լարման փուլերը միմյանցից փոխվում են պարբերության ¼-ով: Սա նշանակում է, որ երբ հոսանքը հասնում է իր առավելագույն արժեքին, լարումը կլինի զրո և հակառակը։ Երբ կիրառվում է ինդուկտիվ ռեակտիվություն, լարման փուլը «գերազանցում» է ընթացիկ փուլին: Երբ հզորությունը կիրառվում է, ընթացիկ փուլը «գերազանցում է» լարման փուլը:

Ինդուկտիվ ռեակտիվության վրա լարման անկումը հաշվարկելու բանաձևը.

U = I ⋅ ωL

Որտեղ Լռեակտիվության ինդուկտիվությունն է, և ω – անկյունային հաճախականություն (տատանումների փուլի ժամանակային ածանցյալ):

Հզորության վրա լարման անկումը հաշվարկելու բանաձևը.

U = I / ω ⋅ C

ՀԵՏ- ռեակտիվ հզորություն:

Այս երկու բանաձևերը փոփոխական սխեմաների համար Օհմի օրենքի հատուկ դեպքեր են։

Ամբողջականը կունենա հետևյալ տեսքը.

I=U/Z

Այստեղ Զ– Փոփոխական շղթայի ընդհանուր դիմադրությունը հայտնի է որպես դիմադրություն:

Կիրառման շրջանակը

Օհմի օրենքը ֆիզիկայի հիմնական օրենք չէ, դա պարզապես որոշ արժեքների հարմար կախվածություն է մյուսներից, ինչը հարմար է գրեթե ցանկացած գործնական իրավիճակում: Հետևաբար, ավելի հեշտ կլինի թվարկել այն իրավիճակները, երբ օրենքը կարող է չգործել.

• Եթե ​​առկա է լիցքակիրների իներցիա, օրինակ որոշ բարձր հաճախականության էլեկտրական դաշտերում.
• Գերհաղորդիչներում;
• Եթե ​​լարը տաքանում է այնքան, որ ընթացիկ-լարման բնութագիրը դադարում է գծային լինել: Օրինակ, շիկացած լամպերի մեջ;
• Վակուումային և գազային ռադիոխողովակներում;
• Դիոդներում և տրանզիստորներում:

Օհմի օրենքը հիմնական օրենքն է, որն օգտագործվում է DC սխեմաների հաշվարկներում: Այն հիմնարար է և կարող է օգտագործվել ցանկացած ֆիզիկական համակարգերի համար, որտեղ առկա են մասնիկների և դաշտերի հոսքեր, և դիմադրությունը հաղթահարված է:

Կիրխհոֆի օրենքները կամ կանոնները Օհմի օրենքի կիրառումն են, որն օգտագործվում է բարդ DC էլեկտրական սխեմաները հաշվարկելու համար:

Օհմի օրենքը

Օհմի ընդհանրացված օրենքը շղթայի ոչ միասնական հատվածի համար (EMF աղբյուր պարունակող շղթայի հատված) ունի ձև.

Շղթայի հատվածի ծայրերում պոտենցիալ տարբերություն; - աղբյուրի EMF շղթայի դիտարկվող հատվածում. R - շղթայի արտաքին դիմադրություն; r-ը EMF աղբյուրի ներքին դիմադրությունն է: Եթե ​​շղթան բաց է, ինչը նշանակում է, որ դրա մեջ հոսանք չկա (), ապա (2)-ից մենք ստանում ենք.

Բաց շղթայում գործող էմֆ-ը հավասար է նրա ծայրերի պոտենցիալ տարբերությանը: Ստացվում է, որ աղբյուրի EMF-ն գտնելու համար պետք է բաց միացումով չափել դրա տերմինալների պոտենցիալ տարբերությունը։

Օհմի օրենքը փակ շղթայի համար գրված է հետևյալ կերպ.

Մեծությունը երբեմն կոչվում է շղթայի ընդհանուր դիմադրություն: Բանաձև (2) ցույց է տալիս, որ ընթացիկ աղբյուրի էլեկտրաշարժիչ ուժը, որը բաժանվում է ընդհանուր դիմադրությանը, հավասար է շղթայի հոսանքին:

Կիրխհոֆի օրենքը

Թող դիրիժորների կամայական ճյուղավորված ցանց լինի: Որոշ ոլորտներում ընդգրկված են տարբեր ընթացիկ աղբյուրներ: Աղբյուրների էմֆ-ը հաստատուն է և կհամարվի հայտնի: Այս դեպքում շղթայի բոլոր հատվածների հոսանքները և դրանց միջև պոտենցիալ տարբերությունները կարելի է հաշվարկել՝ օգտագործելով Օհմի օրենքը և լիցքի պահպանման օրենքը:

Մի քանի փակ սխեմաներ և EMF-ի մի քանի աղբյուրներ ունեցող ճյուղավորված էլեկտրական սխեմաների հաշվարկման խնդիրների լուծումը պարզեցնելու համար օգտագործվում են Կիրխհոֆի օրենքները (կամ կանոնները): Կիրխհոֆի կանոնները ծառայում են հավասարումների համակարգ ստեղծելուն, որից հայտնաբերվում են բարդ ճյուղավորված շղթայի տարրերի ընթացիկ ուժերը։

Կիրխհոֆի առաջին օրենքը

Շրջանակային հանգույցում հոսանքների գումարը, հաշվի առնելով դրանց նշանները, հավասար է զրոյի.

Կիրխհոֆի առաջին կանոնը էլեկտրական լիցքի պահպանման օրենքի հետևանք է։ Շղթայի ցանկացած հանգույցում համընկնող հոսանքների հանրահաշվական գումարն այն լիցքն է, որը ժամանում է հանգույց մեկ միավորի ժամանակ:

Կիրխհոֆի օրենքներով հավասարումներ կազմելիս կարևոր է հաշվի առնել այն նշանները, որոնցով ընթացիկ ուժերը ներառված են այս հավասարումների մեջ։ Պետք է ենթադրել, որ ճյուղավորվող կետ գնացող և ճյուղավորումից բխող հոսանքները ունեն հակադիր նշաններ։ Այս դեպքում դուք պետք է ինքներդ որոշեք, թե որ ուղղությունը (դեպի հանգույց կամ հեռու) համարվում է դրական:

Կիրխհոֆի երկրորդ օրենքը

Հոսանքի հանրահաշվական արժեքի արտադրյալը (I) փակ շղթայի բոլոր հատվածների արտաքին և ներքին դիմադրությունների գումարով հավասար է տվյալ շղթայի արտաքին emf () հանրահաշվական արժեքների գումարին։ :

Յուրաքանչյուր արտադրատեսակ որոշում է պոտենցիալ տարբերությունը, որը գոյություն կունենար համապատասխան հատվածի ծայրերի միջև, եթե դրա մեջ emf-ը հավասար լիներ զրոյի: Մեծությունը կոչվում է լարման անկում, որն առաջանում է հոսանքով։

Կիրխհոֆի երկրորդ օրենքը երբեմն ձևակերպվում է հետևյալ կերպ.

Փակ շղթայի համար լարման անկումների գումարը դիտարկվող շղթայի emf-ի գումարն է:

Կիրխհոֆի երկրորդ կանոնը (օրենքը) Օհմի ընդհանրացված օրենքի հետևանք է։ Այսպիսով, եթե մեկուսացված փակ շղթայում կա EMF-ի մեկ աղբյուր, ապա միացումում ընթացիկ ուժը կլինի այնպիսին, որ արտաքին դիմադրության վրա լարման անկման և աղբյուրի ներքին դիմադրության գումարը հավասար կլինի արտաքին EMF-ին: աղբյուրի։ Եթե ​​կան EMF-ի մի քանի աղբյուրներ, ապա վերցրեք դրանց հանրահաշվական գումարը: EMF-ի նշանն ընտրվում է դրական, եթե եզրագծի երկայնքով դրական ուղղությամբ շարժվելիս առաջինը բախվում է աղբյուրի բացասական բևեռը: (Շղթայի շրջանցման դրական ուղղությունը համարվում է շղթայի շրջանցման ուղղությունը ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ կամ հակառակ ուղղությամբ):

Խնդիրների լուծման օրինակներ

ՕՐԻՆԱԿ 1

Զորավարժություններ

Վոլտմետրը հաջորդաբար միացված էր մի շղթայի, որի դիմադրությունը հավասար էր , և սարքը ցույց տվեց լարումը: Դիմադրությունը փոխարինվեց . Միևնույն ժամանակ, վոլտմետրի ցուցանիշները փոխվեցին, և վոլտմետրի վրա լարումը դարձավ: Որքա՞ն է դիմադրությունը, եթե վոլտմետրի դիմադրությունը r է:

Լուծում

Համաձայն Օհմի օրենքի՝ հոսանքի ուժը, որը հոսում է վոլտմետրի և դիմադրության միջով, հավասար է (առաջին դեպքում՝ նկ. 1(ա)). Երկրորդ դեպքում. Նկար 1(ա)-ի շղթայի ցանկացած կետում ընթացիկ ուժը հավասար է , հետևաբար, լարումը, որը ցույց է տալիս վոլտմետրը առաջին դեպքում, հավասար է. (1.3)-ից մենք ստանում ենք. Երկրորդ դեպքում մենք ունենք. Հավասարեցնենք (1.4) և (1.5) արտահայտությունների ձախ կողմերը. Բանաձևից (1.6) մենք արտահայտում ենք պահանջվող դիմադրությունը.

Ո՞րն է Օհմի օրենքը ամբողջական միացման համար: Այսպիսով, սա մի բանաձև է, որում հստակ տեսանելի է էլեկտրական սխեմայի հիմնական պարամետրերի միջև կապը `հոսանք, լարում և դիմադրություն: Օրենքի էությունը հասկանալու համար նախ հասկանանք մի քանի հասկացություններ։

Ինչ է կոչվում էլեկտրական միացում:

Էլեկտրական շղթան էլեկտրական շղթայի ուղի է, որի միջոցով հոսում են լիցքեր (էլեկտրական տարրեր, լարեր և այլ սարքեր): Իհարկե, դրա սկիզբը համարվում է էներգիայի աղբյուր։ Էլեկտրամագնիսական դաշտի, ֆոտոնիկ երևույթների կամ քիմիական պրոցեսների ազդեցության տակ էլեկտրական լիցքերը հակված են շարժվել դեպի այս էներգիայի աղբյուրի հակառակ տերմինալը։

Ի՞նչ է էլեկտրական հոսանքը:

Լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված շարժումը, երբ ենթարկվում է էլեկտրական դաշտի կամ այլ արտաքին ուժերի, կոչվում է էլեկտրական հոսանք։ Նրա ուղղությունը որոշվում է պրոտոնների ուղղությամբ (դրական լիցքեր)։ Հոսանքը հաստատուն կլինի, եթե ժամանակի ընթացքում չփոխվի ոչ նրա ուժը, ոչ ուղղությունը:

Օհմի օրենքի պատմություն

Հաղորդավարի հետ փորձեր կատարելիս ֆիզիկոս Գեորգ Օհմը կարողացավ հաստատել, որ ընթացիկ ուժը համաչափ է դրա ծայրերին կիրառվող լարմանը.

I / sim U կամ I = G / U,

որտեղ G-ը էլեկտրական հաղորդունակությունն է, իսկ R = 1 / G արժեքը հաղորդիչի էլեկտրական դիմադրությունն է: Այս հայտնագործությունն արել է գերմանացի հայտնի ֆիզիկոսը 1827 թվականին։

Օհմի օրենքները

Ամբողջական միացման համար սահմանումը կլինի հետևյալը. էլեկտրական միացումում ընթացիկ ուժը հավասար է աղբյուրի էլեկտրաշարժիչ ուժի (այսուհետ՝ EMF) հարաբերակցությանը դիմադրությունների գումարին.

I = E / (R + r),

որտեղ R-ը արտաքին շղթայի դիմադրությունն է, իսկ r-ը ընթացիկ աղբյուրի ներքին դիմադրությունն է: Շատ հաճախ օրենքի ձևակերպումը դժվարություններ է առաջացնում, քանի որ ոչ բոլորն են ծանոթ EMF հայեցակարգին, դրա տարբերությունը լարումից, և ոչ բոլորը գիտեն, թե ինչ է նշանակում ներքին դիմադրություն և որտեղից է այն գալիս: Ահա թե ինչու են անհրաժեշտ բացատրություններ, քանի որ Օհմի օրենքը ամբողջական սխեմայի համար ունի խոր իմաստ:

Շղթայական հատվածի օրենքի ձեւակերպումը կարելի է անվանել թափանցիկ։ Բանն այն է, որ դա հասկանալու համար լրացուցիչ բացատրություն չի պահանջվում. շղթայի հոսանքն ուղիղ համեմատական ​​է լարմանը և հակադարձ համեմատական՝ դիմադրությանը.

Իմաստը

Օհմի օրենքը ամբողջական շղթայի համար սերտորեն կապված է էներգիայի պահպանման օրենքի հետ։ Ենթադրենք, որ ընթացիկ աղբյուրը չունի ներքին դիմադրություն: Ի՞նչ պետք է լինի այս դեպքում։ Ստացվում է, որ եթե դիմադրություն չլիներ, ապա արտաքին շղթային կտրվի ավելի մեծ հոսանք, և համապատասխանաբար հզորությունը ավելի մեծ կլիներ։

Հիմա ժամանակն է հասկանալ էլեկտրաշարժիչ ուժի հասկացությունը: Այս արժեքը ներկայացնում է աղբյուրի տերմինալներում էլեկտրական պոտենցիալների տարբերությունը, բայց միայն առանց որևէ բեռի: Որպես օրինակ վերցնենք ջրի ճնշումը բարձրացված տանկի մեջ: Ջրի մակարդակը կպահպանվի այնքան ժամանակ, մինչև այն սկսի սպառվել: Ծորակը բացելիս հեղուկի մակարդակը կնվազի, քանի որ պոմպ չկա: Երբ ջուրը մտնում է խողովակ, այն դիմադրություն է ունենում, և նույնը տեղի է ունենում լարերի էլեկտրական լիցքերի դեպքում:

Բեռների բացակայության դեպքում տերմինալները գտնվում են բաց վիճակում, պարզվում է, որ EMF-ն և լարումը մեծությամբ նույնն են: Եթե ​​մենք, օրինակ, միացնենք լամպը, ապա շղթան կփակվի, և էլեկտրաշարժիչ ուժը դրա մեջ լարում կստեղծի՝ կատարելով օգտակար աշխատանք։ Էներգիայի մի մասը կցրվի ներքին դիմադրության պատճառով (սա կոչվում է կորուստներ):

Եթե ​​սպառողի դիմադրությունը ավելի քիչ է, քան ներքին դիմադրությունը, ապա ավելի շատ հզորություն է թողարկվում ընթացիկ աղբյուրում: Եվ հետո արտաքին միացումում EMF-ն ընկնում է, և էներգիայի զգալի մասը կորցնում է ներքին դիմադրության ժամանակ: Պահպանության օրենքների էությունն այն է, որ բնությունը չի կարող վերցնել ավելին, քան տալիս է:

Ներքին դիմադրության էությունը քաջ հայտնի է խրուշչովյան ժամանակաշրջանի բնակարանների բնակիչներին, որոնց բնակարաններն ունեն օդորակիչ, սակայն հին լարերը երբեք չեն փոխվել: Էլեկտրական հաշվիչը պտտվում է ահռելի արագությամբ, վարդակն ու պատը տաքանում են հին ալյումինե լարերի անցման վայրերում, ինչի արդյունքում օդորակիչը հազիվ է սառեցնում սենյակի օդը։

Բնություն r

«Լրիվ Օմ»-ը (ինչպես սովոր են էլեկտրիկները օրենք անվանել) վատ է հասկացվում, քանի որ աղբյուրի ներքին դիմադրությունը, որպես կանոն, էլեկտրական բնույթ չի կրում: Եկեք նայենք դրան՝ օգտագործելով աղի մարտկոցի օրինակը: Հայտնի է, որ էլեկտրական մարտկոցը բաղկացած է մի քանի տարրերից, բայց մենք կքննարկենք միայն մեկը: Այսպիսով, մենք ունենք պատրաստի Krona մարտկոց, որը բաղկացած է 7 տարրերից, որոնք միացված են հաջորդաբար:

Ինչպե՞ս է առաջանում հոսանքը: Էլեկտրոլիտ ունեցող անոթի մեջ մենք ածխածնի ձող ենք դնում մանգանային թաղանթի մեջ՝ բաղկացած դրական էլեկտրոդներից կամ անոդներից։ Այս կոնկրետ օրինակում ածխածնի ձողը գործում է որպես ընթացիկ կոլեկտոր: Ցինկ մետաղը կազմված է բացասական էլեկտրոդներից (կաթոդներից): Խանութից գնված մարտկոցները սովորաբար պարունակում են գել էլեկտրոլիտ: Հեղուկը շատ հազվադեպ է օգտագործվում: Ցինկի բաժակը էլեկտրոլիտով և անոդներով հանդես է գալիս որպես բացասական էլեկտրոդ:

Պարզվում է, որ մարտկոցի գաղտնիքը կայանում է նրանում, որ մանգանի էլեկտրական պոտենցիալն այնքան էլ բարձր չէ, որքան ցինկինը։ Հետևաբար, էլեկտրոնները ձգվում են դեպի կաթոդը, և այն, իր հերթին, վանում է դրական լիցքավորված ցինկի իոնները դեպի անոդ։ Արդյունքում կաթոդը աստիճանաբար սպառվում է: Թերևս բոլորը գիտեն, որ եթե մեռած մարտկոցը ժամանակին չփոխարինվի, այն կարող է արտահոսել: Սա ինչի՞ հետ է կապված։ Ամեն ինչ շատ պարզ է՝ էլեկտրոլիտը կսկսի դուրս հոսել անջատված բաժակի միջով:

Երբ լիցքերը շարժվում են ածխածնի ձողի վրա, դրական լիցքեր են կուտակվում մանգանի թաղանթում, մինչդեռ բացասական լիցքերը՝ ցինկի վրա։ Այդ իսկ պատճառով դրանք կոչվում են անոդ և կաթոդ, սակայն մարտկոցների ներսը այլ տեսք ունի։ Լիցքերի տարբերությունը կստեղծի էներգիայի աղբյուրի էլեկտրաշարժիչ ուժը: Լիցքերը կդադարեն շարժվել էլեկտրոլիտում, երբ էլեկտրոդի նյութի պոտենցիալ տարբերությունը հավասար է EMF արժեքին, իսկ գրավիչ ուժերը հավասար են վանող ուժերին:

Եկեք փակենք շղթան. դա անելու համար պարզապես միացրեք լամպը մարտկոցին: Արհեստական ​​լույսի աղբյուրի միջով անցնելով՝ լիցքերը կվերադառնան իրենց տեղը («տուն»), և լամպը կվառվի։ Մարտկոցի ներսում էլեկտրոնների և իոնների շարժումը նորից կսկսվի, քանի որ լիցքերը դուրս են եկել, և կրկին հայտնվել է գրավիչ կամ վանող ուժ:

Իրականում մարտկոցը հոսանք է արտադրում, ինչի պատճառով էլ լամպը վառվում է, դա տեղի է ունենում ցինկի սպառման պատճառով, որն այս գործընթացում վերածվում է այլ քիմիական միացությունների։ Մաքուր ցինկ արդյունահանելու համար, էներգիայի պահպանման օրենքի համաձայն, անհրաժեշտ է այն ծախսել, բայց ոչ էլեկտրական տեսքով (ճիշտ նույն քանակությունը, ինչ տրվել է լամպին)։

Այժմ մենք վերջապես կարող ենք հասկանալ աղբյուրի ներքին դիմադրության բնույթը: Մարտկոցում սա խոչընդոտ է խոշոր իոնների շարժման համար: Էլեկտրոնների շարժումն առանց իոնների անհնար է, քանի որ չկա գրավիչ ուժ։

Արդյունաբերական գեներատորներում r-ն առաջանում է ոչ միայն ոլորունների էլեկտրական դիմադրության, այլ նաև արտաքին պատճառներով։ Այսպես, օրինակ, հիդրոէլեկտրակայաններում քանակի արժեքը կախված է տուրբինի արդյունավետությունից, ջրատարում ջրի հոսքի դիմադրությունից, ինչպես նաև մեխանիկական փոխանցման կորուստներից։ Բացի այդ, որոշակի ազդեցություն ունեն ջրի ջերմաստիճանը և դրա տիղմը:

Փոփոխական հոսանք

Մենք արդեն դիտարկել ենք Օհմի օրենքը ամբողջ DC շղթայի համար: Ինչպե՞ս կփոխվի բանաձևը փոփոխական հոսանքով: Նախքան դա իմանալը, եկեք բնութագրենք հենց հայեցակարգը: Փոփոխական հոսանքը էլեկտրական լիցքավորված մասնիկների շարժումն է, որի ուղղությունը և արժեքը ժամանակի ընթացքում փոխվում է։ Ի տարբերություն մշտական ​​դիմադրության, այն ուղեկցվում է լրացուցիչ գործոններով, որոնք առաջացնում են դիմադրության նոր տեսակ (ռեակտիվ): Այն բնորոշ է կոնդենսատորներին և ինդուկտորներին:

Օհմի օրենքը փոփոխական հոսանքի ամբողջական շղթայի համար հետևյալն է.

որտեղ Z-ը բարդ դիմադրություն է, որը բաղկացած է ակտիվ և ռեակտիվներից:

Ամեն ինչ վատ չէ

Օհմի օրենքը ամբողջական շղթայի համար, բացի էներգիայի կորուստները նշելուց, առաջարկում է նաև դրանք վերացնելու ուղիներ։ Սովորական էլեկտրիկները հազվադեպ են օգտագործում բարդ դիմադրություն գտնելու բանաձևը, երբ շղթայում կան հզորություններ կամ ինդուկտացիաներ: Շատ դեպքերում հոսանքը չափվում է սեղմակների կամ հատուկ փորձարկողի միջոցով: Եվ երբ լարումը հայտնի է, բարդ դիմադրությունը կարելի է հեշտությամբ հաշվարկել (եթե դա իսկապես անհրաժեշտ է):

ՕՀՄ-ի ՕՐԵՆՔԸ(գերմանացի ֆիզիկոս Գ. Օհմի (1787-1854) անունով) – էլեկտրական դիմադրության միավոր։ Նշանակում Օմ. Օմ– դիրիժորի դիմադրությունը, որի ծայրերի միջև առկա ուժգնությամբ 1 Ալարվածություն է առաջանում 1 Վ.

Օհմի օրենքը ասում է. Շղթայի միատարր հատվածում ընթացիկ ուժգնությունը ուղիղ համեմատական ​​է հատվածի վրա կիրառվող լարմանը և հակադարձ համեմատական ​​է այս հատվածի էլեկտրական դիմադրությանը:

Եվ գրված է բանաձևով. R=U/I.(Որտեղ: Ի- ընթացիկ ուժ (Ա), U- Լարման (Բ), Ռ- դիմադրություն (Օմ).)

Պետք է հաշվի առնել, որ Օհմի օրենքը հիմնարար է և կարող է կիրառվել ցանկացած ֆիզիկական համակարգի վրա, որտեղ առկա են մասնիկների կամ դաշտերի հոսքեր, որոնք հաղթահարում են դիմադրությունը: Այն կարող է օգտագործվել հիդրավլիկ, օդաճնշական, մագնիսական, էլեկտրական, լույսի, ջերմային հոսքերը և այլն հաշվարկելու համար, ինչպես Կիրխհոֆի օրենքները, սակայն այս օրենքի այս կիրառումը չափազանց հազվադեպ է օգտագործվում բարձր մասնագիտացված հաշվարկներում:

Հաղորդավարի վրայով լարման անկման, նրա դիմադրության և հոսանքի ուժի միջև կապը հեշտությամբ հիշվում է եռանկյունու ձևով, որի գագաթներում կան նշաններ. Ու, ես, Ռ.

Կիրխհոֆի օրենքները

Կիրխհոֆի օրենքները (կամ Կիրխհոֆի կանոնները) այն հարաբերություններն են, որոնք բավարարվում են հոսանքների և լարումների միջև ցանկացած էլեկտրական շղթայի հատվածներում: Կիրխհոֆի կանոնները թույլ են տալիս հաշվարկել ուղղակի և քվազի-ստացիոնար հոսանքի ցանկացած էլեկտրական սխեման: Նրանք առանձնահատուկ նշանակություն ունեն էլեկտրատեխնիկայում իրենց բազմակողմանիության պատճառով, քանի որ հարմար են ցանկացած էլեկտրական խնդիր լուծելու համար: Կիրխհոֆի կանոնների կիրառումը շղթայի վրա թույլ է տալիս ստանալ հոսանքների գծային հավասարումների համակարգ և, համապատասխանաբար, գտնել հոսանքների արժեքը շղթայի բոլոր ճյուղերում:

Կիրխհոֆի օրենքները ձևակերպելու համար էլեկտրական միացումում առանձնացնում են հանգույցներ՝ երեք և ավելի հաղորդիչների միացման կետեր և ուրվագծեր՝ հաղորդիչների փակ ուղիներ։ Այս դեպքում յուրաքանչյուր դիրիժոր կարող է ներառվել մի քանի սխեմաների մեջ:
Այս դեպքում օրենքները ձեւակերպվում են հետեւյալ կերպ.

Առաջին օրենք(ZTK, Կիրխհոֆի հոսանքների օրենքը) նշում է, որ հոսանքների հանրահաշվական գումարը ցանկացած շղթայի ցանկացած հանգույցում հավասար է զրոյի (հոսող հոսանքների արժեքները վերցվում են հակառակ նշանով).

Այսինքն՝ ինչքան հոսանք հոսում է հանգույց, այնքան էլ դուրս է հոսում։ Այս օրենքը բխում է լիցքի պահպանման օրենքից։ Եթե ​​շղթան պարունակում է էջհանգույցներ, ապա նկարագրված է p - 1ընթացիկ հավասարումներ. Այս օրենքը կարող է կիրառվել նաև այլ ֆիզիկական երևույթների վրա (օրինակ՝ ջրատարներ), որտեղ առկա է քանակի և այդ մեծության հոսքի պահպանման օրենք։

Երկրորդ օրենք(ZNK, Kirchhoff's Stress Law) նշում է, որ շղթայի ցանկացած փակ եզրագծի երկայնքով լարման անկման հանրահաշվական գումարը հավասար է նույն եզրագծի երկայնքով գործող էմֆ-ի հանրահաշվական գումարին։ Եթե ​​շղթայում EMF չկա, ապա ընդհանուր լարման անկումը զրո է.

մշտական ​​լարումների համար.

փոփոխական լարումների համար.

Այլ կերպ ասած, շղթայի երկայնքով շրջանը շրջելիս պոտենցիալը, փոխվելով, վերադառնում է իր սկզբնական արժեքին: Եթե ​​շղթան պարունակում է ճյուղեր, որոնց ճյուղերը պարունակում են հոսանքի աղբյուրներ , ապա այն նկարագրվում է լարման հավասարումներով։ Մեկ շղթայից բաղկացած շղթայի համար երկրորդ կանոնի հատուկ դեպքը Օհմի օրենքն է այս շղթայի համար։
Կիրխհոֆի օրենքները վավեր են գծային և ոչ գծային սխեմաների համար՝ ժամանակի ընթացքում հոսանքների և լարումների ցանկացած տեսակի փոփոխության համար։

Այս նկարում յուրաքանչյուր դիրիժորի համար նշվում է դրա միջով հոսող հոսանքը («I» տառը) և լարումը այն հանգույցների միջև, որոնք նա միացնում է («U» տառը)

Օրինակ, նկարում ներկայացված շղթայի համար, առաջին օրենքի համաձայն, բավարարված են հետևյալ հարաբերությունները.

Նկատի ունեցեք, որ յուրաքանչյուր հանգույցի համար պետք է ընտրել դրական ուղղությունը, օրինակ այստեղ հանգույց հոսող հոսանքները համարվում են դրական, իսկ դուրս հոսող հոսանքները՝ բացասական։
Երկրորդ օրենքի համաձայն՝ գործում են հետևյալ հարաբերությունները.

Եթե ​​հոսանքի ուղղությունը համընկնում է շղթայի շրջանցման ուղղության հետ (որն ընտրվում է կամայականորեն), ապա լարման անկումը համարվում է դրական, հակառակ դեպքում՝ բացասական։

Կիրխհոֆի օրենքները, որոնք գրված են շղթայի հանգույցների և սխեմաների համար, ապահովում են գծային հավասարումների ամբողջական համակարգ, որը թույլ է տալիս գտնել բոլոր հոսանքները և լարումները:

Կարծիք կա, ըստ որի «Կիրխհոֆի օրենքները» պետք է անվանել «Կիրխհոֆի կանոններ», քանի որ դրանք չեն արտացոլում բնության հիմնարար էությունները (և մեծ քանակությամբ փորձարարական տվյալների ընդհանրացում չեն), այլ կարելի է եզրակացնել այլից։ դրույթներ և ենթադրություններ.

Օհմի բոլոր օրենքները (սահմանումներ)

[Դավաճանության մասին]

EMF և Օհմի օրենքը ամբողջական միացման համար
Արտաքին ուժեր. Հաղորդավարում մշտական ​​հոսանքը պահպանելու համար անհրաժեշտ է պահպանել դրա ծայրերում մշտական ​​պոտենցիալ տարբերություն: Հետևաբար, ընթացիկ միացումում պետք է լինի սարք, որում լիցքերի շարժումը տեղի է ունենում արտաքին միացումում այս շարժման ուղղությանը հակառակ ուղղությամբ («մինուսից» մինչև «պլյուս»): Այն ուժերը, բացի էլեկտրաստատիկներից, որոնք գործում են լիցքերի վրա և ստիպում նրանց շարժվել էլեկտրական դաշտի ուժերին հակառակ, կոչվում են կողմնակի ուժեր։ Եթե ​​փակ շղթայում այդ ուժերը չլինեին, ապա միայն էլեկտրաստատիկ ուժերի շնորհիվ լիցքերը փակ շղթայի երկայնքով տեղափոխելու աշխատանքը զրոյական կլիներ։ Այնուամենայնիվ, փորձը ցույց է տալիս, որ որոշակի քանակությամբ ջերմություն է արտանետվում հոսանք կրող հաղորդիչում: Հետեւաբար, պետք է լինի էներգիայի աղբյուր, որը պահպանում է հոսանքը միացումում և լրացնում է էներգիայի կորուստը հաղորդիչի տաքացման պատճառով: Սարքի ծանոթ օրինակ, որը պահպանում է մշտական ​​հոսանքը շղթայում, լապտերի մարտկոցն է, որտեղ արտաքին ուժերը քիմիական ուժեր են:

Ըստ սահմանման, էլեկտրաշարժիչ ուժը (EMF) արտաքին ուժերի կողմից կատարված աշխատանքի հարաբերակցությունն է, որը կատարվում է Ac լիցքը q տեղափոխելու համար այս լիցքի մեծությանը.

EMF-ի չափը համընկնում է լարման չափի հետ՝ [E] = V:

Օհմի օրենքը ամբողջական միացման համար. Ցանկացած ընթացիկ աղբյուր, բացի EMF-ից, ունի որոշակի ներքին դիմադրություն r: Շղթայի ընդհանուր դիմադրությունը արտաքին և ներքին դիմադրությունների R + r գումարն է:

Ըստ էներգիայի պահպանման օրենքի՝ ուղիղ հոսանքի անցման կայուն վիճակում Q = I2RDt + I2rDt շղթայում թողարկվող ջերմության քանակը պետք է հավասար լինի ընթացիկ աղբյուրի արտաքին ուժերի աշխատանքին։ Այս աշխատանքը Dt ժամանակի ընթացքում կարելի է գրել Аst = Dq = IDt ձևով, որտեղ Dq = IDt արտաքին ուժերի կողմից փոխանցվող լիցքի քանակն է։ Аst = Q պայմանից մենք գտնում ենք E= IR + Ir կամ

Այս բանաձևը կոչվում է Օհմի օրենք ամբողջական միացման համար:

Կիրխհոֆի կանոնները. Եթե ​​մի քանի EMF-ներ և մի քանի ռեզիստորներ պատահականորեն միացված են միացումում (շարքով կամ զուգահեռ), ապա միացումում գործող ընդհանուր EMF-ն և առանձին հատվածներում ընթացիկ արժեքը հաշվարկելու համար դուք պետք է օգտագործեք G. Kirchhoff-ի կողմից ձևակերպված կանոնները: Առաջին հերթին, դուք պետք է համաձայնեցնեք շղթայում հոսանքի ուղղությունը: Կոնվենցիայով հոսանքը համարվում է դրական, եթե դրա ուղղությունը համապատասխանում է դրական լիցքերի շարժման ուղղությանը։ Երկրորդ պայմանը. հոսանքը միշտ ուղղված է ավելի մեծ պոտենցիալ ունեցող կետից դեպի ավելի ցածր պոտենցիալ ունեցող կետ: Միացման տարրից առաջ և այս տարրից հետո պոտենցիալ արժեքների միջև եղած տարբերությունը կոչվում է լարման անկում շղթայի տարրի վրա: Հետևաբար, երբ հոսանքն անցնում է ակտիվ դիմադրության միջով, U = j1 - j2 > 0 և Օհմի օրենքը կգրվի U = IR ձևով:

Եթե ​​շղթայում կա մեկից ավելի շղթա (այսինքն, կան զուգահեռ միացված տարրեր), ապա կարելի է սահմանել հանգույց հասկացությունը՝ մի քանի հաղորդիչների միացման կետ:

Օլյա Սեմյոնովա

Օհմի օրենքը էմպիրիկ ֆիզիկական օրենք է, որը որոշում է աղբյուրի էլեկտրաշարժիչ ուժի (կամ էլեկտրական լարման) և հաղորդիչում հոսող հոսանքի ուժի և հաղորդիչի դիմադրության միջև կապը։ Տեղադրվել է Գեորգ Օհմի կողմից 1826 թվականին և անվանվել նրա մեջ

Ինչ է Օհմի օրենքը

Էլման Գուրբանով

Օհմի օրենքը ֆիզիկական օրենք է, որը սահմանում է էլեկտրական շղթայում լարման, հոսանքի և հաղորդիչի դիմադրության միջև կապը: Իր հայտնաբերողի՝ Գեորգ Օհմի անունը։
Օհմի օրենքը ասում է. «Շղթայի միատարր հատվածում ընթացիկ ուժգնությունը ուղիղ համեմատական ​​է հատվածի վրա կիրառվող լարմանը և հակադարձ համեմատական ​​է այս հատվածի էլեկտրական դիմադրությանը»:
OMA օրենքը գրված է բանաձևով. I=U/R,
որտեղ I - ընթացիկ, U - լարման, R - դիմադրություն:
Պետք է հաշվի առնել, որ Օհմի օրենքը հիմնարար է և կարող է կիրառվել ցանկացած ֆիզիկական համակարգի վրա, որտեղ առկա են մասնիկների կամ դաշտերի հոսքեր, որոնք հաղթահարում են դիմադրությունը: Այն կարող է օգտագործվել հիդրավլիկ, օդաճնշական, մագնիսական, էլեկտրական, լույսի, ջերմային հոսքերը և այլն հաշվարկելու համար, ինչպես Կիրխհոֆի օրենքները, սակայն այս օրենքի այս կիրառումը չափազանց հազվադեպ է օգտագործվում բարձր մասնագիտացված հաշվարկների շրջանակներում:

 

Կարող է օգտակար լինել կարդալ.

• Առանց շրջանակի Xiaomi-ի գլխավոր մրցակիցը.;
• Պետք է թույլ տա՞մ իմ սմարթֆոնի հավելվածներին թարմացնել:;
• Tele2 PUK կոդը - Ինչպես պարզել և վերականգնել ձեր PAC կոդը;
• Օհմի օրենքի պարզ սահմանում;
• Երգ քարի մասին, բանաստեղծություն Մաքսիմ Գորկու;
• Ինչ անել, եթե ձեր համակարգիչը դանդաղեցնի և սառչի;
• Համակարգի խիստ պահանջներ համակարգչի վրա;
• WordPress-ի մեկնաբանություններ – ամբողջական տեսքի ձևավորում;