Омов закон за комплетан ланац и за део ланца: опције за писање формуле, опис и објашњење

Не постоји начин да професионални електричар или стручњак за електронику заобиђе Охмов закон у сопственим активностима, решавајући било какве проблеме у вези са подешавањем, подешавањем и поправком електронских и електричних кола.

У ствари, сви треба да разумеју овај закон. Јер са струјом се свако мора суочити у свакодневном животу.

И иако је закон немачког физичара Ома предвиђен у наставном плану и програму средњих школа, у пракси се он не изучава увек на време. Стога ћемо у нашем материјалу размотрити тако релевантну тему за живот и разумети опције за писање формуле.

Једноделно и комплетно електрично коло

Узимајући у обзир електрично коло са становишта примене Охмовог закона на коло, треба напоменути две могуће опције прорачуна: за посебан одељак и за пуноправно коло.

Прорачун струје пресека електричног кола

Одељак електричног кола, по правилу, сматра се делом кола који искључује извор ЕМФ, јер има додатни унутрашњи отпор.

Стога, формула за израчунавање, у овом случају, изгледа једноставно:

И = У/Р,

Где, респективно:

• И – јачина струје;
• У – примењени напон;
• Р - отпор.

Тумачење формуле је једноставно - струја која тече кроз одређени део кола је пропорционална напону који се на њега примењује, а отпор је обрнуто пропорционалан.

Такозвана графичка „тратинчица“, кроз коју је представљен читав низ варијација формулација заснованих на Охмовом закону. Погодан алат за џепно складиштење: сектор “П” - формуле снаге; сектор “У” - формуле напона; сектор “И” - текуће формуле; сектор “Р” - формуле отпора

Дакле, формула јасно описује зависност протока струје кроз посебан део електричног кола у односу на одређене вредности напона и отпора.

Формула је погодна за коришћење, на пример, када се израчунавају параметри отпора који треба залемити у коло ако су дати напон и струја.

Омов закон и две последице које сваки професионални електромашински инжењер, електроинжењер, инжењер електронике и свако ко је укључен у рад електричних кола мора знати. С лева на десно: 1 - тренутно одређивање; 2 - одређивање отпора; 3 - дефиниција напона, где је И - струја, У - напон, Р - отпор

Горња слика ће помоћи да се одреди, на пример, струја која тече кроз отпор од 10 ома на који се примењује напон од 12 волти. Заменом вредности налазимо – И = 12 / 10 = 1,2 ампера.

На сличан начин се решавају и проблеми налажења отпора (када су струја и напон познати) или напона (када су познати напон и струја).

На тај начин увек можете одабрати потребан радни напон, потребну јачину струје и оптимални отпорнички елемент.

Формула која се предлаже да се користи не захтева узимање у обзир параметара извора напона.Међутим, коло које садржи, на пример, батерију, биће израчунато коришћењем друге формуле. На дијаграму: А – укључивање амперметра; В – укључите волтметар.

Узгред, спојне жице било ког кола су отпори. Количина оптерећења коју морају да поднесу одређена је напоном.

Сходно томе, поново користећи Охмов закон, постаје могуће прецизно одабрати потребан попречни пресек проводника, у зависности од материјала језгра.

На нашој веб страници имамо детаљна упутства прорачун попречног пресека кабла у погледу снаге и струје.

Опција прорачуна за комплетан ланац

Комплетно коло се састоји од секције (секција), као и извора ЕМФ. То јест, у ствари, унутрашњи отпор ЕМФ извора се додаје постојећој отпорној компоненти дела кола.

Стога је логично мало променити горњу формулу:

И = У / (Р + р)

Наравно, вредност унутрашњег отпора ЕМФ у Охмовом закону за комплетно електрично коло може се сматрати занемарљивом, иако ова вредност отпора у великој мери зависи од структуре извора ЕМФ.

Међутим, приликом израчунавања сложених електронских кола, електричних кола са много проводника, присуство додатног отпора је важан фактор.

За прорачуне у условима комплетног електричног кола увек се узима у обзир вредност отпора ЕМФ извора. Ова вредност се сабира са отпорним отпором самог електричног кола. На дијаграму: И - струјни ток; Р—спољни отпорни елемент; р је фактор отпора ЕМФ (извор енергије)

И за део кола и за комплетно коло треба узети у обзир природни моменат – коришћење константне или променљиве струје.

Ако се горе наведене тачке, карактеристичне за Охмов закон, посматрају са становишта коришћења једносмерне струје, сходно томе са наизменичном струјом све изгледа нешто другачије.

Разматрање дејства закона на променљиву величину

Концепт „отпорности“ на услове проласка наизменичне струје треба више да се посматра као концепт „импедансе“. Ово се односи на комбинацију отпорног оптерећења (Ра) и оптерећења реактивног отпорника (Рр).

Овакве појаве узроковане су параметрима индуктивних елемената и законима комутације у односу на променљиву вредност напона – синусоидну вредност струје.

Ово је еквивалентно коло електричног кола наизменичне струје за прорачун коришћењем формулација заснованих на принципима Охмовог закона: Р - отпорна компонента; Ц је капацитивна компонента; Л—индуктивна компонента; ЕМФ је извор енергије; И - струјни ток

Другим речима, постоји утицај вредности струје које воде (лаг) од вредности напона, што је праћено појавом активних (отпорничких) и реактивних (индуктивних или капацитивних) снага.

Такви феномени се израчунавају помоћу формуле:

З=У/И или З = Р + Ј * (Кс_Л -ИКС_Ц)

Где: З - отпор; Р – активно оптерећење; Икс_Л , Икс_Ц – индуктивно и капацитивно оптерећење; Ј - коефицијент.

Серијско и паралелно повезивање елемената

За елементе електричног кола (пресек кола) карактеристична тачка је серијска или паралелна веза.

Сходно томе, сваки тип везе прати другачији образац тока струје и напона.С тим у вези, Омов закон се такође примењује различито, у зависности од опције укључивања елемената.

Коло серијски повезаних отпорних елемената

У односу на серијску везу (део кола са две компоненте), користи се следећа формулација:

• ја = ја₁ = И₂ ;
• У = У₁ +У₂ ;
• Р = Р₁ + Р₂

Ова формулација јасно показује да, без обзира на број серијски повезаних отпорних компоненти, струја која тече кроз део кола не мења вредност.

Повезивање отпорних елемената у делу кола у серији један са другим. Ова опција има свој закон обрачуна. На дијаграму: И, И1, И2 - струјни ток; Р1, Р2 - отпорни елементи; У, У1, У2 - примењени напон

Величина напона примењеног на ефективне отпорне компоненте кола је збир и збир вредности извора емф.

У овом случају, напон на свакој појединачној компоненти је једнак: Ук = И * Рк.

Укупни отпор треба сматрати збиром вредности свих отпорних компоненти у колу.

Коло паралелно повезаних отпорних елемената

У случају када постоји паралелна веза отпорних компоненти, следећа формулација се сматра праведном у односу на закон немачког физичара Ома:

• ја = ја₁ +И₂ … ;
• У = У₁ = У₂ … ;
• 1/Р = 1/Р₁ + 1/Р₂ + …

Нису искључене опције за креирање секција кола „мешовитог“ типа, када се користе паралелне и серијске везе.

Спајање отпорних елемената на делу кола паралелно један са другим. За ову опцију се примењује другачији закон обрачуна. На дијаграму: И, И1, И2 - струјни ток; Р1, Р2 - отпорни елементи; У је доведени напон; А, Б - тачке уласка/изласка

За такве опције, прорачун се обично врши тако што се иницијално израчунава отпорност паралелне везе. Затим се добијеном резултату додаје вредност серијски спојеног отпорника.

Интегрални и диференцијални облици закона

Све горе наведене тачке са прорачунима су применљиве на услове када се у електричним колима користе проводници, да тако кажемо, „хомогене“ структуре.

У међувремену, у пракси се често мора суочити са конструкцијом шема, где се структура проводника мења у различитим пресецима. На пример, користе се жице већег попречног пресека или, обрнуто, мањег, направљене од различитих материјала.

Да бисмо узели у обзир такве разлике, постоји варијација такозваног „диференцијално-интегралног Омовог закона“. За бесконачно мали проводник, ниво густине струје се израчунава у зависности од вредности напона и проводљивости.

За диференцијални прорачун се користи следећа формула: Ј = ο * Е

За интегрални прорачун, сходно томе, формулација је: И * Р = φ1 – φ2 + ε

Међутим, ови примери су прилично ближи школи више математике и заправо се не користе у стварној пракси обичног електричара.

Закључци и користан видео на тему

Детаљна анализа Охмовог закона у видеу испод ће помоћи да се коначно консолидује знање у овом правцу.

Јединствена видео лекција квалитативно појачава теоријску писмену презентацију:

Посао електричара или делатност инжењера електронике интегрално је повезан са тренуцима када се заиста мора поштовати закон Георга Ома на делу. Ово су неке врсте труизама које сваки професионалац треба да зна.

Није потребно опсежно знање о овом питању - довољно је научити три главне варијације формулације да бисте је успешно применили у пракси.

Да ли бисте желели да допуните горњи материјал вредним коментарима или изразите своје мишљење? Молимо пишите коментаре у блок испод чланка. Ако имате било каквих питања, не устручавајте се да питате наше стручњаке.