Охмов закон за комплетан ланац: историја и формуле.

Какав је Охмов закон за комплетан ланац? Дакле, ово је формула у којој је јасно видљива веза главних параметара електричног кола: струја, напон и отпор. Да бисмо разумели суштину закона, хајде да се прво позабавимо неким појмовима.

Шта се зове електрични круг?

Електрични круг је пут у електричном кругу који тече пуњења (електрична елементи, жице и други уређаји). Наравно, његов почетак се сматра извором енергије. Под утицајем електромагнетног поља, феномена фотона или хемијских процеса, електрични набој настоји да се пребаци на супротни терминал тог извора енергије.

Шта је електрична струја?

Названо је усмерено кретање набијених честица када је изложено електричном пољу или другим спољашњим силама електрична струја. Њен смјер је одређен усмјереношћу протона (позитивних набоја). Струја ће бити константна, ако се временом није промијенила ни његова снага нити смјер.

Историја Охмовог права

Када је водио експерименте са диригентом, физичар Георге Охм успео је да утврди да је струја пропорционална напону који се примењује на његовим крајевима:

И / сим У или И = Г / У,

где је Г електрична проводљивост, а вредност Р = 1 / Г је електрични отпор проводника. Ово откриће је установио чувени немачки физичар 1827. године.

Охмови закони

За комплетан круг, дефиниција ће бити следећа: струја у кругу једнака је односу електромоторне силе (у даљем тексту ЕМФ) извора на суму отпора:

И = Е / (Р + р)

где је Р отпор спољног кола, а р је унутрашњи отпор тренутни извор. Врло често, формулација закона изазива потешкоће, јер не познају сви концепт ЕМФ-а, његова разлика од напона, не знају сви шта то значи и одакле долази унутрашњи отпор. За то је потребно и појашњење, јер Охмов закон за комплетан ланац има дубоко значење.

Текст закона о ланчаном дијелу може се назвати транспарентним. Поента је да за њено разумевање нису потребна додатна објашњења: струја у кругу је директно пропорционална напону и обрнуто пропорционална отпорности:

И = У / Р.

Значење

Охмов закон за комплетан склоп чврсто је повезан са законом о очувању енергије. Претпоставимо да струјни извор нема унутрашњи отпор. Шта би онда требало да се деси? Испоставило се да ако нема отпора, онда ће се већа струја дати екстерном кругу, и снага ће бити већа.

Сада је време да се позабавимо концептом електромоторне силе. Ова вредност представља разлику између електричних потенцијала на изворима терминала, али само без оптерећења. На пример, узмимо притисак воде у подигнутом резервоару. Ниво воде ће бити постављен док се не потроши. Када отворите вентил, ниво течности ће се смањити, јер нема замене. Улазећи у цев, вода доживљава отпор, иста ствар се дешава са електричним набојем у жици.

У одсуству оптерећења, терминали су у отвореном стању, испоставило се да се ЕМФ и напон подударају у величини. Ако, на пример, укључимо сијалицу, коло се затвара, а електромоторна сила ће створити напетост у њој, радећи корисно. Дио енергије због унутрашњег отпора ће се распршити (то се зове губитак).

У том случају, ако је отпор потрошача мањи од унутрашњег, тада се на тренутном извору додјељује велика снага. Затим долази до пада ЕМФ-а у вањском кругу, а на унутрашњем отпору губи се значајан дио енергије. Суштина закона очувања је да природа не може узети више него дати.

Суштина унутрашњег отпора становницима Хрушчова, који имају климатизацију у становима, а стара жица није замењена, је добро позната. Електрично бројило ротира са великом брзином, загрева утичницу и зид где пролазе старе алуминијумске жице, због чега клима уређај једва хлади ваздух у просторији.

Натуре р

"Фулл Охм" (како се закон користи за позивање електричара) је слабо схваћен, јер унутрашњи отпор извора, по правилу, није електричан. Хајде да се позабавимо овим на примеру солне батерије. Познато је да се електрична батерија састоји од неколико елемената, али ћемо размотрити само један. Дакле, имамо готову батерију "Кроне", која се састоји од 7 серијски повезаних елемената.

Како се одвија тренутна генерација? У посуди са електролитом стављамо угљенични штап у манганску љуску која се састоји од позитивних електрода или анода. Конкретно, у овом примеру, штап угљеника делује као струјни колектор. Метални цинк чине негативне електроде (катоде). У куповини батерија, у правилу, гел електролита. Течност се користи веома ретко. Цинк чаша са електролитом и анодама делује као негативна електрода.

Испоставља се да је тајна батерије у томе што електрични потенцијал мангана није толико висок као цинк. Дакле, електрони су привучени катодом, а она потискује позитивно напуњене ионе цинка у аноду. Као резултат, катода се постепено конзумира. Можда сви знају да ако се мртва батерија не замени на време, онда може да процури. Који је разлог? Све је врло једноставно: електролит ће почети да тече кроз неповезану чашу.

Када се пуњења крећу на угљеничном штапу, позитивни набоји се акумулирају у манганској љусци, док се негативни набоји скупљају на цинку. Зато се називају анода и катода, али унутар батерија изгледају другачије. Разлика између набоја и стварања електромоторне силе извор напајања. Пуњења ће престати да се крећу у електролиту када је разлика потенцијала електродног материјала једнака вредности ЕМФ, а силе привлачења једнаке су одбојним силама.

Затворимо круг: довољно је спојити сијалицу на батерију. Пролазећи кроз вештачки извор светлости, набоји ће се вратити на своје место („дом“), а сијалица ће се упалити. Унутар батерије, кретање електрона и јона ће почети поново, док су напади излазили, а привлачна или одбојна сила се поново појавила.

У ствари, батерија производи струју, због чега сијалица светли, то је због потрошње цинка, који се у овом процесу трансформише у друга хемијска једињења. Да би се екстракт чистог цинка, према закон о очувању енергије морате га потрошити, али не у електричној форми (тачно онолико колико је сијалица добила).

Сада, коначно, можемо се позабавити природом унутрашњег отпора извора. У батерији, то је препрека кретању великих јона. Кретање електрона без јона је немогуће, јер не постоји сила привлачења.

У индустријским генераторима р се појављује не само због електричног отпора намотаја, већ и због вањских узрока. Тако, на пример, у хидроелектранама величина магнитуде зависи од ефикасности турбине, отпора протока воде у цевоводу, као и од губитака у механичком преносу. Поред тога, неки утичу на температуру воде и како се она насути.

Алтернатинг цуррент

Већ смо размотрили Охмов закон за цео круг за једносмерну струју. Како се формула мења са наизменичном струјом? Пре него што то сазнамо, да опишемо сам концепт. Наизменична струја је кретање електрично набијених честица, чији се правац и вредност мијењају током времена. Насупрот константи, она је праћена додатним факторима који стварају нову врсту отпора (реактивни). Карактеристична је за кондензаторе и индукторе.

Охмов закон за комплетан круг за АЦ има облик:

И = У / З

где је З импеданција која се састоји од активног и реактивног.

Није тако лоше

Охмов закон за комплетан круг, поред тога што указује на губитак енергије, такође предлаже начине за њихово елиминисање. Конвенционални електричари ретко користе формулу за проналажење комплексног отпора у присуству капацитивности или индуктивитета у кругу. У већини случајева, струја се мери помоћу гриња или специјалним тестером. А када је напон познат, лако се може израчунати комплексни отпор (ако је стварно потребан).