Закон Ома – реферат

Закон Ома для електричного кола. Згідно з цим законом сила струму I в електричному ланцюзі дорівнює е. д. с. Е джерела, поділеної на опір ланцюга Rц, т. Е.

I = E / Rц (7)

Повний опір замкнутого електричного кола (рис. 13) можна представити у вигляді суми опору зовнішнього ланцюга R (наприклад, якого-небудь приймача електричної енергії) і внутрішнього опору Ro джерела. Тому сила струму

I = E / (R + Ro) (8)

Чим більше е. д. с. Е джерела і чим менше опір електричному ланцюзі, тим більший струм проходить по цій ланцюга.

З формули (7) випливає, що е. д. с. джерела електричної енергії дорівнює добутку сили струму на повний опір електричного кола:

E = IRц (7)

Закон Ома для ділянки електричного кола. Закон Ома може бути застосований не лише до всієї ланцюга, але і до будь її ділянці, наприклад між точками а і б (див. Рис. 13). У цьому випадку е. д. с. Е джерела у формулі (7) повинна бути замінена різницею потенціалів між початком і кінцем розглянутого ділянки, т. Е. Напругою U, а замість опори всього ланцюга в формулу повинно бути підставлено опір R даної ділянки. У цьому випадку закон Ома формулюється таким чином. Сила струму I на даній ділянці електричного кола дорівнює напрузі U, прикладеному до ділянки, поділеному на опір R цієї ділянки:

I = U / R (9)

Рис. 13. Схема найпростішого електричного кола Рис 14. Проходження електричного струму по провідниках аналогічно проходженню води по трубах Рис. 13. Схема найпростішого електричного кола

Рис 14. Проходження електричного струму по провідниках аналогічно проходженню води по трубах

Проходження електричного струму по провідниках повністю аналогічно проходженню води по трубах (рис. 14). Чим більше різниця рівнів води при вході і виході з труби (напір) і чим більше поперечний переріз труби, тим більше води протікає крізь трубу в одиницю часу. Точно так же, чим більше різниця електричних потенціалів (напруга) на затискачах джерела або приймача електричної енергії і чим менше його опір (т. Е. Чим більше площа поперечного перерізу провідника), тим більший струм проходить по ньому.

З формули (9) випливає, що напруга U, чинне на деякій ділянці ланцюга, дорівнює добутку сили струму I на опір R цієї ділянки:

U = IR (10)

Так як потенціал електричного поля на початку ділянки електричного кола більше, ніж в кінці, різниця потенціалів, або напруга U, прикладена до ділянки електричного кола, часто називають падінням напруги на даній ділянці.
Опір R ділянки кола дорівнює напрузі, що додається до даної ділянки, поділеному на силу струму на цій ділянці, т. Е.

R = U / I (11)

Якщо опір R не залежить від проходить по ньому струму і прикладеної до нього напруги, то його вольт-амперна характеристика, т. Е. Залежність сили струму I від напруги U, являє собою пряму лінію 1 (рис. 15). Такі опору називають лінійними, а електричні ланцюги, в яких включені подібні опору, – лінійними ланцюгами.
Однак в електротехніці широко застосовують і такі пристрої, опір яких різко змінюється залежно від сили або направлення проходить через них струму або прикладеної напруги. Подібні опору мають вольт-амперну характеристику, відрізняється від прямої (крива 2 на рис. 15), і називаються тому нелінійними опорами. Найпростішим нелінійним опором є електрична лампа розжарювання. При протіканні струму по металевої нитки лампа нагрівається і опір її зростає. Отже, при збільшенні прикладеного до лампи напруги сила струму буде зростати не пряме пропорційно напрузі, а в дещо меншій мірі.
В принципі більшість електричних пристроїв може бути представлено у вигляді нелінійного опору, так як при зміні сили струму змінюється температура даного пристрою, а отже, і його опір. Однак у багатьох з них вольт-амперні характеристики в робочому діапазоні змін напруги та струму мало відрізняються від прямої, тому наближено можна їх вважати лінійними опорами.
До опорам з нелінійної вольт-амперної характеристикою відносяться електричні лампи розжарювання, термістори (напівпровідникові резистори, опір яких сильно змінюється при зміні температури), напівпровідникові діоди, тиристори і транзистори, електронні лампи та ін. Нелінійні опору широко використовують в електротехніці для автоматичного регулювання сили струму і напруги в електричних ланцюгах, електричних вимірювань, випрямлення струму та ін.

Посилання на основну публікацію