Ohm-törvény
U - feszültség,
I - a jelenlegi,
R - ellenállás.
Ha X - galvanométer. azaz a modern jelöléssel, a jelenlegi erőssége I. a - a mennyiség jellemző tulajdonságait feszültségforrás, állandó széles tartományban, és függ a nagysága a jelenlegi, azaz a jelenlegi terminológia elektromotoros erő (EMF), l - meghatározott érték hosszú összekötő vezetékek, amelyek a modern reprezentációk megfelel az ellenállást a külső áramkörben R és Végül, b paraméter jellemző tulajdonságai az egész rendszer, amely most már lehetséges, hogy a belső számviteli áramforrás ellenállás r [1].
Ohm törvénye a teljes láncot.
- - EMF feszültségforrás,
- - az áram az,
- - az ellenállást a külső áramköri elemek,
- - a belső ellenállás a feszültségforrás.
Ohm törvénye következményekkel jár a teljes lánc:
- Ha r<
- Ha az r >> R AC tápot a külső áramkörben jellemzői (nagysága a terhelés) független. És a forrás lehet hivatkozni, hogy egy áramforrás.
ahol van feszültség. vagy a feszültségesés (vagy ezzel egyenértékű, a feszültség különbség a kezdete és vége a vezető rész), más néven „Ohm törvénye.”
Így, az elektromotoros erő egy zárt áramkört, amelyen keresztül áram folyik összhangban (2) és (3) jelentése:
Azaz az összeget a feszültség az egész belső ellenállása áramforrás, és a külső áramkör egyenlő az EMF forrás. Az utolsó kifejezés ebben az egyenletben szakemberek úgynevezett „kapocsfeszültségét”, mivel ez bizonyítja a voltmérő feszültség mérésével forrás kezdete között, és a végén a hozzákapcsolt zárt körben. Ebben az esetben ez mindig kevesebb, mint az EMF.
A másik rekordja általános képletű (3), nevezetesen:
alkalmazni egy másik készítményt:
A jelenlegi az áramkörben része egyenesen arányos a feszültség és fordítottan arányos az elektromos ellenállás az áramkör része.
Expression (5) lehet átírni:
ahol az arányossági tényező az úgynevezett G vezetőképesség vagy elektromos vezetőképesség. Kezdetben vezetőképesség mérési egység már „fordított Om„- Mo [3]. A nemzetközi rendszer (SI) egysége vezetőképesség-mérés siemens (orosz jelölés Lásd; nemzetközi: S), amelynek nagysága egyenlő a kölcsönös ohm.
A jelző diagram a törvény [szabály]
Ennek megfelelően a rajz lehet hivatalosan írásbeli kifejezés:
amely csak azt teszi lehetővé, hogy kiszámítja (kapcsolatban egy ismert jelenlegi, létrehoz egy előre meghatározott része egy ismert áramköri feszültség), az ellenállás ezen részének. De matematikailag helyes állítást, hogy a vezető ellenállása növekszik egyenes arányban a feszültséget, és fordítottan arányos a jelenlegi halad át rajta, fizikailag hamis.
A megállapodás szerinti speciális esetben az ellenállás eltérhet ezektől az értékektől, de alapértelmezés szerint ez határozza meg, csak a fizikai és geometriai paramétereit a karmester:
- - elektromos ellenállása az anyag, amelyből a vezető anyaga,
- - hossza
- - keresztmetszeti terület
Ohm-törvény és elektromos távvezetékek [szerkesztés]
Az egyik legfontosabb követelmény az elektromos vezetékek (PL), hogy csökkentse a veszteségeket az energia szállítás a fogyasztó számára. Ezek a veszteségek most áll, fűtés a huzalok, vagyis az átmenet energia a jelenlegi hőenergiává, amely felelős az ohmos ellenállás huzalok. Más szóval, a feladat az, hogy a fogyasztó a lehető jelentős részét az áramforrás árama = minimális teljesítmény veszteség a távvezeték =. ahol, és ezúttal van egy teljes kábelezés ellenállás és a belső ellenállása generátor (az utóbbi még mindig kevesebb, mint az ellenállást a távvezeték).
Ebben az esetben a hálózati veszteség fogja meghatározni a kifejezést:
Ebből következik, hogy az állandó átvitt teljesítmény veszteségeinek nő egyenes arányban a hossza a távvezeték és fordítottan arányos a tér a EMF. Ezért kívánatos, hogy növeljük a legnagyobb, hogy a korlátozott elektromos generátor tekercselés erejét. És növeli a feszültséget a bemeneti vonal után kell lennie a kimeneti áram a generátor, hogy a DC probléma. Ahhoz azonban, hogy ezt a feladatot AC sokkal könnyebben megoldható a használata transzformátorok. amely meghatározta a mindenütt jelenlévő távvezeték ac. Azonban, ha a feszültség veszteség bekövetkeztének korona és nehézségek vannak biztosítva szigetelés megbízhatóságát a föld felszínét. Ezért a legtöbb gyakorlatilag alkalmazott hosszú távú átviteli hálózati feszültség jellemzően kevesebb, mint egymillió voltot.
Ezen túlmenően bármely vezeték, amint ezt J. Maxwell. amikor a jelenlegi változások azt energiát sugároz a környező térbe, ezért úgy viselkedik, mint egy távvezeték antenna. ami bizonyos esetekben együtt ohmos veszteségek, valamint figyelembe véve a sugárzási veszteségeket.
Ohm-törvény differenciális formában [szerkesztés]
Az ellenállás függ az anyag, amely az áram, és a geometriai méretei a vezeték.
Ez akkor hasznos, hogy átírja a Ohm-törvény differenciális formában úgynevezett, amelyben a függés a geometriai méreteit eltűnik, majd az Ohm-törvény írja le, csak a vezetőképes anyag tulajdonságaira. Izotróp anyag, van:
Minden érték ebben az egyenletben funkciói a koordinátákat, és az általános esetben, időben. Ha az anyag anizotróp. Az irányvektor a jelenlegi sűrűsége és szilárdsága nem tud versenyezni. Ebben az esetben, a vezetőképesség szimmetrikus tenzor rangja (1, 1) és Ohm törvénye, rögzített eltérés formában valósul meg:
Az ág a fizika. tanulás az elektromos áram (vagy más elektromágneses jelenségek) a különböző közegekben úgynevezett folytonos közegben elektrodinamikával.
Ohm törvénye AC [szerkesztés]
A fenti megfontolások tulajdonságait egy elektromos áramkör segítségével a forrás (generátor) egy időben változó EMF továbbra is érvényesek. Különleges szempontok csak akkor adható, sajátos tulajdonságai a fogyasztó, ami raznovremonnosti feszültség és áram eléri a maximális értékét, azaz figyelembe véve a fáziseltolódás.
Ha az áram szinuszos szögsebességgel, és az áramkör tartalmaz nem csak az aktív, hanem a reaktív komponensek (. Induktivitás kapacitás), a generalizált Ohm-törvény; A beérkező bele, akkor komplex:
- U = U0ei ωt - feszültség vagy potenciális különbség,
- I - a jelenlegi,
- Z = Re -i δ - impedancia (elektromos impedancia),
- R = √Ra 2 + RR 2 - impedancia,
- Rr = ωL - 1 / (ωC) - reaktancia (induktív és kapacitív különbség)
- RA - aktív (ohmos) ellenállás, nem gyakoriságától függően,
- δ = - arctg (Rr / Ra) - fáziseltolódást közötti feszültség és áram.
Az átmenet a komplex változó az áram és feszültség értékek a tényleges (mért) értékek állíthatók elő azáltal, hogy a vélt vagy valós része (de minden eleme a lánc ugyanaz!) A komplex értékek ilyen mennyiségben. Ennek megfelelően, a fordított átmenetet van kiképezve, például úgy, hogy a kiválasztási Ezután az összes értékeit áramok és feszültségek az áramkörben kell tekinteni
Ha a jelenlegi időben változik, de nem szinuszos (időszakos és páros), akkor is képviselteti összegeként szinuszos Fourier komponensek. Lineáris láncokat lehet tekinteni komponenseket a Fourier terjeszteni a jelenlegi önállóan működő.
Értelmezés és korlátait alkalmazhatóságának Ohm-törvény [szerkesztés]
Ohm-törvény, szemben például a Coulomb-törvény. nem alapvető fizikai törvény, de csak az empirikus kapcsolatban, amely leírja a jól leggyakrabban a gyakorlatban előforduló, milyen típusú vezetők kisebb frekvencia közelítés. áramsűrűségeknéi elektromos térerő. de megszűnt megfigyelhető számos helyzetben.
A klasszikus megközelítés Ohm törvény levezethető a Drude elmélet.
- - elektromos vezetőképesség
- - elektronsűrűség
- - az elemi töltés
- - a lendület relaxációs idő (az idő, amely alatt az elektron „elfelejti”, hogy melyik út)
- - az effektív elektron tömege
Vezetők és elemek, amelyek a megfigyelt Ohm törvénye nevezzük ohmos.
Ohm-törvény nem lehet követni:
- Nagyfrekvenciákon ahol a változás mértéke az elektromos mező olyan magas, hogy nem lehet elhanyagolni tehetetlenség hordozók.
- Alacsony hőmérsékleteken, az anyagok, amelyeknek a szupravezetés.
- Amikor érzékelhető fűtővezeték áramot vezetünk, miáltal a feszültség függése a jelenlegi (áram-feszültség karakterisztika) lineárissá válik. A klasszikus példa az ilyen elem egy izzólámpa.
- Való alkalmazással vezető vagy dielektromos (például levegő vagy szigetelő burkolat) nagyfeszültségű, ami egy bontás.
- A vákuum és a gáztöltésű vákuumcsövek (beleértve fluoreszcens).
- A heterogén félvezetők és félvezető eszközök. amelynek egy p-n-átmenetek. például diódák és tranzisztorok.