Llei d'Ohm per a una cadena completa i per a una secció d'una cadena: opcions per escriure la fórmula, descripció i explicació
No hi ha manera que un electricista professional o un especialista en electrònica passi per alt la llei d'Ohm en les seves pròpies activitats, solucionant qualsevol problema relacionat amb la configuració, l'ajust i la reparació de circuits electrònics i elèctrics.
De fet, tothom ha d'entendre aquesta llei. Perquè tothom ha de fer front a l'electricitat a la vida quotidiana.
I encara que la llei del físic alemany Ohm està prevista al currículum de secundària, a la pràctica no sempre s'estudia de manera oportuna. Per tant, al nostre material considerarem un tema tan rellevant per a la vida i entendrem les opcions per escriure la fórmula.
El contingut de l'article:
Secció única i circuit elèctric complet
Tenint en compte un circuit elèctric des del punt de vista de l'aplicació de la llei d'Ohm a un circuit, cal tenir en compte dues opcions de càlcul possibles: per a una secció separada i per a un circuit complet.
Càlcul de la intensitat d'una secció de circuit elèctric
Una secció d'un circuit elèctric, per regla general, es considera la part del circuit que exclou la font d'EMF, ja que té una resistència interna addicional.
Per tant, la fórmula de càlcul, en aquest cas, sembla senzilla:
I = U/R,
On, respectivament:
- jo - intensitat del corrent;
- U – tensió aplicada;
- R - resistència.
La interpretació de la fórmula és senzilla: el corrent que flueix per una determinada secció del circuit és proporcional a la tensió aplicada i la resistència és inversament proporcional.
Així, la fórmula descriu clarament la dependència del flux de corrent a través d'una secció separada del circuit elèctric en relació amb certs valors de tensió i resistència.
La fórmula és convenient d'utilitzar, per exemple, en calcular els paràmetres de la resistència que cal soldar al circuit si es donen la tensió i el corrent.
La figura anterior ajudarà a determinar, per exemple, el corrent que circula per una resistència de 10 ohms a la qual s'aplica una tensió de 12 volts. Substituint els valors, trobem – I = 12 / 10 = 1,2 amperes.
Els problemes de trobar resistència (quan es coneixen el corrent i la tensió) o la tensió (quan es coneixen la tensió i el corrent) es resolen de manera similar.
Així, sempre podeu seleccionar la tensió de funcionament necessària, la intensitat de corrent necessària i l'element resistent òptim.
Per cert, els cables de connexió de qualsevol circuit són resistències. La quantitat de càrrega que han de suportar ve determinada per la tensió.
En conseqüència, utilitzant de nou la llei d'Ohm, és possible seleccionar amb precisió la secció transversal del conductor necessària, depenent del material del nucli.
Tenim instruccions detallades al nostre lloc web Càlcul de la secció del cable en termes de potència i corrent.
Opció de càlcul per a una cadena completa
Un circuit complet està format per una secció (seccions), així com per una font de CEM. És a dir, de fet, la resistència interna de la font EMF s'afegeix al component resistiu existent de la secció del circuit.
Per tant, és lògic canviar lleugerament la fórmula anterior:
I = U / (R + r)
Per descomptat, el valor de la resistència interna de l'EMF en la llei d'Ohm per a un circuit elèctric complet es pot considerar insignificant, tot i que aquest valor de resistència depèn en gran mesura de l'estructura de la font d'EMF.
Tanmateix, quan es calculen circuits electrònics complexos, circuits elèctrics amb molts conductors, la presència de resistència addicional és un factor important.
Tant per a una secció d'un circuit com per a un circuit complet, s'ha de tenir en compte el moment natural: l'ús de corrent constant o variable.
Si els punts esmentats anteriorment, característics de la llei d'Ohm, es consideressin des del punt de vista de l'ús del corrent continu, en conseqüència amb el corrent altern tot sembla una mica diferent.
Consideració de l'efecte de la llei sobre una magnitud variable
El concepte de "resistència" a les condicions de pas del corrent altern s'hauria de considerar més com el concepte d'"impedància". Es refereix a la combinació d'una càrrega resistiva (Ra) i una càrrega de resistència reactiva (Rr).
Aquests fenòmens són causats pels paràmetres dels elements inductius i les lleis de commutació en relació amb un valor de tensió variable: un valor de corrent sinusoïdal.
Dit d'una altra manera, hi ha un efecte dels valors actuals (retard) dels valors de tensió, que s'acompanya de l'aparició de potències actives (resistives) i reactives (inductives o capacitives).
Aquests fenòmens es calculen mitjançant la fórmula:
Z=U/I o Z = R + J * (XL -XC)
On: Z - Impedància; R - càrrega activa; XL , XC – càrrega inductiva i capacitiva; J - coeficient.
Connexió d'elements en sèrie i paral·lel
Per als elements d'un circuit elèctric (secció d'un circuit), un punt característic és una connexió en sèrie o paral·lel.
En conseqüència, cada tipus de connexió s'acompanya d'un patró diferent de flux de corrent i subministrament de tensió.En aquest sentit, la llei d'Ohm també s'aplica de manera diferent, segons l'opció d'incloure elements.
Circuit d'elements resistius connectats en sèrie
En relació a una connexió en sèrie (una secció d'un circuit amb dos components), s'utilitza la formulació següent:
- jo = jo1 = jo2 ;
- U = U1 +U2 ;
- R = R1 + R2
Aquesta formulació demostra clarament que, independentment del nombre de components resistius connectats en sèrie, el corrent que flueix per una secció del circuit no canvia de valor.
La magnitud de la tensió aplicada als components resistius efectius del circuit és la suma i suma el valor de la font fem.
En aquest cas, la tensió de cada component individual és igual a: Ux = I * Rx.
La resistència total s'ha de considerar la suma dels valors de tots els components resistius del circuit.
Circuit d'elements resistius connectats en paral·lel
En el cas que hi hagi una connexió paral·lela de components resistius, la següent formulació es considera justa en relació amb la llei del físic alemany Ohm:
- jo = jo1 + I2 … ;
- U = U1 = U2 … ;
- 1/R = 1/R1 + 1/R2 + …
No s'exclouen les opcions per crear seccions de circuit de tipus "mixt", quan s'utilitzen connexions en paral·lel i en sèrie.
Per a aquestes opcions, el càlcul es realitza generalment calculant inicialment la valoració resistiva de la connexió en paral·lel. Aleshores s'afegeix el valor de la resistència connectada en sèrie al resultat obtingut.
Formes integrals i diferencials del dret
Tots els punts anteriors amb càlculs són aplicables a les condicions en què s'utilitzen conductors d'estructura "homogènia" en circuits elèctrics.
Mentrestant, a la pràctica, sovint s'ha de fer front a la construcció d'esquemes, on l'estructura dels conductors canvia en diferents seccions. Per exemple, s'utilitzen cables de secció transversal més gran o, per contra, de més petit, fets de diferents materials.
Per tenir en compte aquestes diferències, hi ha una variació de l'anomenada "llei d'Ohm diferencial-integral". Per a un conductor infinitesimal, el nivell de densitat de corrent es calcula en funció del valor de tensió i conductivitat.
Per al càlcul diferencial s'utilitza la fórmula següent: J = ό * E
Per al càlcul integral, per tant, la formulació és: I * R = φ1 – φ2 + έ
Tanmateix, aquests exemples s'acosten més a l'escola de matemàtiques superiors i no s'utilitzen realment en la pràctica real d'un simple electricista.
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
Una anàlisi detallada de la llei d'Ohm al vídeo següent ajudarà a consolidar finalment el coneixement en aquesta direcció.
Una lliçó de vídeo única reforça qualitativament la presentació teòrica escrita:
El treball d'un electricista o l'activitat d'un enginyer electrònic estan íntegrament connectats amb els moments en què realment cal observar la llei de Georg Ohm en acció. Aquests són alguns tipus de truismes que tot professional hauria de conèixer.
No es requereix un coneixement ampli sobre aquest tema; n'hi ha prou amb aprendre les tres variacions principals de la redacció per aplicar-la amb èxit a la pràctica.
Voleu complementar el material anterior amb comentaris valuosos o expressar la vostra opinió? Si us plau, escriviu comentaris al bloc de sota de l'article. Si tens qualsevol pregunta, no dubtis a preguntar als nostres experts.
