Толық тұйықталған тізбекті (1-сурет) сыртқы тізбек кедергісінің (R) және ток көзінің ішкі кедергісінің (r) тізбектей қосылуы ретінде қарастыруға болады. Яғни:

Егер сіз ток көзін оның ішкі кедергісі алдыңғы кедергіге тең болатындай етіп ауыстырсаңыз, онда тізбектегі ток өзгереді. Яғни, тізбектегі ток көздің ішкі кедергісіне де, оның ЭҚК-іне де байланысты. Сандық түрде осы шамалардың барлығы: көздің ЭҚК ($\маткал. E$), оның ішкі кедергісі, тізбектегі ток күші (I), тізбектің электрлік кедергісі (R) Ом заңымен байланысты.

Омның жергілікті заңы мен тұйық контур үшін интегралдық заң арасындағы байланыс

Жіңішке сымдарда электр тогы жүреді делік. Бұл жағдайда токтардың бағыттары сым осінің бағытымен сәйкес келеді. Жіңішке сымдар үшін сымның көлденең қимасының кез келген нүктесінде токтың тығыздығы $\overrightarrow(j)=const$ деп болжауға болады. Біздің жағдайда ток күші мынаған тең деп жаза аламыз:

мұндағы $S$ - өткізгіштің көлденең қимасының ауданы. Бүкіл өткізгіштің бойындағы тұрақты токты (I=const) қарастырайық. Тізбекте ЭҚК көзі ($\mathcal E$) бар деп есептейік. Бұл жағдайда Ом заңының жергілікті тұжырымы келесідей болады:

мұндағы $\overrightarrow(E)$ - кулондық күштердің өріс күші, $\overrightarrow(E_(stor))$ - сыртқы күштердің өріс кернеулігі, $\sigma $ - меншікті өткізгіштік, $\overrightarrow(e)$ бірлік векторы, токқа бағытталған. Жіңішке сым үшін (3) өрнекті келесідей жазуға болады:

(4) өрнегін өткізгіш ұзындығының элементіне (dl) көбейтіп, өткізгіштің 1-ші нүктеден 2-ші нүктеге дейінгі қимасы бойынша интегралды табайық. Ток күшін тұрақты деп қабылдағандықтан, бізде:

Электростатикалық өріс потенциал, сондықтан:

(5) өрнектегі екінші интеграл тек ЭҚК көзінің шегінде нөлге тең емес. Ол 1 және 2 нүктелерінің орнына байланысты емес. Олар тек көзден тыс жерде орналасуы керек.

1-2 жол көзді теріс полюстен оң полюске қиып өтсе, көздің ЭҚК нөлден үлкен деп саналады.

мұндағы $R"$ - электр кедергісі, $\rho$ - кедергі. Осылайша, (5) өрнектен біз аламыз:

Интегралдық түрде Ом заңын алдық. Егер тізбек жабық болса, $(\varphi )_1=(\varphi )_2$, сондықтан:

Мұндағы $R"$ – бүкіл тізбектің электр кедергісі, жүктің электр кедергісі және ток көзінің ішкі кедергісі. Яғни, тұйық контур үшін Ом заңын былай жазамыз:

мұндағы $r$ – ток көзінің электрлік кедергісі.

Көбінесе тізбек бөлігінің ұштарындағы кернеу белгісіз, бірақ кедергілер берілген есептерді шешуге тура келеді. құрамдас бөліктертізбек және тізбекті қуаттандыратын көздің ЭҚК. Содан кейін тізбекте өтетін ток күшін есептеу үшін (11) түріндегі Ом заңы қолданылады.

1-мысал

Тапсырма: Ток көзінің ішкі электрлік кедергісі r-ге тең. Тізбектегі ток I болса, элемент ішіндегі көздің ішіндегі потенциалдың төмендеуін ($U_r$) табыңыз. Берілген шарттарда тізбектің сыртқы электр кедергісін қалай есептейді?

Мәселені шешудің негізі ретінде тұйық тізбек үшін Ом заңын қолданамыз:

(1.1) формуладан сыртқы кедергіні есептеу формуласын алу оңай:

Ток көзінің ішіндегі кернеудің төмендеуін есептеу үшін тізбек бөлімі үшін Ом заңын қолданамыз:

\[(I=\frac(U_r)(r)\U to U)_r=Ir\ \сол(1,2\оң).\]

Жауабы: $U_r=Ir,$ $R=\frac(\матекал. E)(I)-r.$

2-мысал

Тағайындау: Ток көзінің ішкі кедергісі r=1 Ом-ке тең және эмф $\маткал Е$=10В тең. Тізбектегі ток күші I=5 А болса, көздің тиімділігін ($\eta $) табыңыз.

Ток көзінің тиімділігі мына қатынасқа тең:

\[\eta =\frac(P")(P)\left(2.1\оң),\]

мұндағы $P"$ - контурдың сыртқы бөлімі шығаратын қуат (пайдалы қуат), $P$ - көз әзірлейтін жалпы қуат. Бұл жағдайда:

\ \

Демек, көздің тиімділігін келесідей көрсетуге болады:

\[\eta =\frac(I^2R\ )(\mathcal E I)=\frac(IR)(\mathcal E)\left(2.4\оң).\]

Тұйық тізбек үшін Ом заңына сәйкес біз жазамыз:

Сыртқы тізбектің электр кедергісін (2.5) өрнектеп көрейік, мынаны аламыз:

(2.6) тиімділік өрнекіне (2.4) ауыстырсақ, мынаны аламыз:

\[\eta =\frac(I\left(\frac(\mathcal E)(I)-r\right))(\mathcal E)=\frac(\mathcal E-Ir)(\mathcal E).\ ]

Сандық мәліметтерді ауыстырып, есептеулер жүргізіп, мынаны аламыз:

\[\eta =\frac(10-5\cdot 1)(10)\cdot 100\%=50\%\]

Сымдар арқылы әртүрлі электр құрылғыларына және электр энергиясын тұтынушыларға қосылып, ол электр тізбегін құрайды.

Электр тізбегін электр тізбегінің элементтері (кедергілер, ток көздері, ажыратқыштар, шамдар, құрылғылар және т.б.) арнайы белгішелермен көрсетілген диаграммалар арқылы бейнелеу әдеттегідей.

Ағымдағы бағыттізбекте - бұл ток көзінің оң полюсынан теріске дейінгі бағыт. Бұл ереже 19 ғасырда бекітілген. және содан бері байқалады. Нақты зарядтардың қозғалысы токтың шартты бағытымен сәйкес келмеуі мүмкін. Осылайша, металдарда ток тасымалдаушылар теріс зарядталған электрондар болып табылады және олар теріс полюстен оңға, яғни қарама-қарсы бағытта қозғалады. Электролиттерде нақты қозғалысҚандай иондар заряд тасымалдаушы болып табылатынына байланысты зарядтар сәйкес келуі немесе ток бағытына қарсы болуы мүмкін - оң немесе теріс.

Электр тізбегіне элементтерді қосу болуы мүмкін дәйектінемесе параллель.

Толық тізбек үшін Ом заңы.

Ток көзі мен резистордан тұратын электр тізбегін қарастырайық Р.

үшін Ом заңы толық тізбектізбектегі ток күші, ЭҚК және сыртқы кедергіден тұратын тізбектің жалпы кедергісі арасындағы байланысты орнатады. Ржәне ток көзінің ішкі кедергісі r.

Сыртқы күштердің жұмысы АстЭҚК анықтамасына сәйкес ток көзі ( ɛ ) тең Аст = ɛq, Қайда q- ЭҚК арқылы қозғалатын заряд. Токтың анықтамасы бойынша q = Бұл, Қайда т- төлем аударылған уақыт. Осы жерден бізде:

Аст = ɛ Ол.

сәйкес тізбекте жұмыс орындалған кезде пайда болатын жылу Джоуль-Ленц заңы, тең:

Q = I 2 Rt + I 2 rt.

Энергияның сақталу заңы бойынша A = Q. теңестіру ( Аст = ɛ Ол) және ( Q = I 2 Rt + I 2 rt), біз аламыз:

ɛ = IR + Ir.

Жабық контур үшін Ом заңы әдетте былай жазылады:

.

Толық тізбектегі ток күші тізбектің ЭҚК оның жалпы кедергісіне қатынасына тең.

Тізбекте ЭҚК бар бірнеше тізбектей жалғанған көздер болса ɛ 1, ɛ 2, ɛ 3т.б., онда тізбектің жалпы ЭҚК жеке көздердің ЭҚК алгебралық қосындысына тең болады. ЭҚК көзінің белгісі ерікті түрде таңдалатын тізбекті айналып өту бағытына қатысты анықталады, мысалы, төмендегі суретте – сағат тіліне қарсы.

Бұл жағдайда көздің ішіндегі сыртқы күштер оң жұмыс жасайды. Керісінше, келесі теңдеу тізбек үшін орындалады:

ɛ = ɛ 1 + ɛ 2 + ɛ 3 = | ɛ 1 | - | ɛ 2 | -| ɛ 3 | .

Ток күшіне сәйкес оң ЭҚК оң болады - сыртқы тізбектегі ток бағыты контурды айналып өту бағытымен сәйкес келеді. Бірнеше көздері бар тізбектің кедергісі ЭҚК барлық көздерінің сыртқы және ішкі кедергілерінің қосындысына тең, мысалы, жоғарыдағы сурет үшін:

R n = R + r 1 + r 2 + r 3.

Жабық контур үшін Ом заңы нақты тізбектегі ток мәні тек жүктеме кедергісіне ғана емес, сонымен қатар көздің кедергісіне де байланысты екенін көрсетеді.

Тұйық контур үшін Ом заңының тұжырымы келесідей: ішкі және сыртқы жүктеме кедергілері бар ток көзінен тұратын тұйық тізбектегі ток шамасы көздің электр қозғаушы күшінің ішкі қосындысына қатынасына тең. және сыртқы кедергілер.

Токтың кедергіге тәуелділігін алғаш рет 1826 жылы Георг Ом тәжірибе жүзінде анықтады және сипаттады.

Тұйық тізбек үшін Ом заңының формуласы былай жазылады:

• I [A] – тізбектегі ток күші,
• ε [V] – кернеу көзінің ЭҚК,
• R [Ом] – барлығының кедергісі сыртқы элементтертізбектер,
• r [Ом] – кернеу көзінің ішкі кедергісі

Заңның физикалық мағынасы

Электр тогының тұтынушылары ток көзімен бірге тұйық электр тізбегін құрайды. Тұтынушы арқылы өтетін ток ток көзінен де өтеді, яғни өткізгіштің кедергісінен басқа ток көзінің өзінен қарсылық көрсетеді. Осылайша, жабық контурдың жалпы кедергісі тұтынушы кедергісі мен көз кедергісінің қосындысы болады.

Токтың көздің ЭҚК және тізбектің кедергісіне тәуелділігінің физикалық мағынасы мынада: ЭҚК неғұрлым көп болса, заряд тасымалдаушылардың энергиясы соғұрлым көп болады, демек, олардың реттелген қозғалысының жылдамдығы да жоғары болады. Тізбектің кедергісі артқан сайын заряд тасымалдаушылардың энергиясы мен қозғалыс жылдамдығы, демек токтың шамасы азаяды.

Тәуелділікті эксперименттік түрде көрсетуге болады. Көз, реостат және амперметрден тұратын тізбекті қарастырайық. Қосқаннан кейін реостатты жылжыту арқылы амперметрде байқалатын ток тізбегінде өтеді, біз сыртқы кедергі өзгерген кезде токтың өзгеретінін көреміз;

Тұйық тізбек үшін Ом заңын қолдану есептерінің мысалдары

Кедергісі 4 Ом реостат 10 В және ішкі кедергісі 1 Ом ЭҚК көзіне қосылған. Тізбектегі ток күшін және көз терминалдарындағы кернеуді табыңыз.

Кедергісі 20 Ом резисторды гальваникалық элементтердің аккумуляторына қосқанда контурдағы ток күші 1 А болды, ал кедергісі 10 Ом резисторды қосқанда ток күші 1,5 А болды. ЭҚК және табыңыз. батареяның ішкі кедергісі.

Егер 1 және 2 нүктелер сәйкес келсе, онда бөлім үшін Ом заңының өрнегі қарапайым түрде болады:

мұндағы – көздердің ішкі кедергісін қоса алғанда, жабық контурдың жалпы кедергісі және эмф-тің алгебралық қосындысы. осы тізбекте.

Сыртқы кедергі нөлге тең болғанда пайда болатын ток қысқа тұйықталу тогы деп аталады.

Дәріс 10.

Өткізгіштерді қосу.

Тізбек қимасы үшін Ом заңын қолданып өткізгіштердің тізбектей және параллель қосылыстарының кедергілері сәйкес келетінін көрсетуге болады:

Дәлелдеу:

Өткізгіштерді параллель қосу кезінде жалпы кедергі әрқашан параллель қосылымдағы ең аз кедергіден аз болатынын ескеріңіз. Өзіңіз қараңыз.

Джоуль-Ленц заңы.

Ток өткізгіш арқылы өткенде, кедергі жылуды тудырады, ол ішке бөлінеді қоршаған орта. Осы жылу мөлшерін табайық. Ол үшін энергияның сақталу заңын және Ом заңын қолданамыз.

қарастырайық біртектітұрақты потенциалдар айырмасы сақталатын тізбектің бөлімі. Электр өрісі жұмыс істейді:

Егер ауданда жылудан басқа энергияның механикалық, химиялық немесе басқа түрлеріне айналу болмаса, онда бөлінетін жылу мөлшері электр өрісінің жұмысына тең болады:

.

Жылу қуаты мынаған тең:

Жылудың соңғы мөлшері уақыт бойынша интегралдау арқылы табылады:

Бұл формула Джоуль-Ленц заңын өрнектейді. Жылу бөліну механизмі ток тасымалдаушылары электр өрісінде алатын қосымша кинетикалық энергияны тасымалдаушылар тор орындарында атомдармен соқтығысқанда тор тербелістерінің қозу энергиясына айналуымен байланысты.

Джоуль-Ленц заңының жергілікті түрдегі өрнегін табайық. Осы мақсатта өткізгіштегі элементар көлемді цилиндр түрінде вектор бойымен генератриксімен таңдаймыз. Цилиндрдің көлденең қимасы , ал оның ұзындығы болсын . Сонда Джоуль-Ленц заңына сәйкес, уақыт ішінде осы көлемде бөлінетін жылу мөлшері:

цилиндрдің көлемі қайда. Соңғы қатынасты бөлу арқылы өткізгіштің бірлік көлеміне бөлінетін жылу қуатын анықтайтын формуланы аламыз:

Меншікті жылу қуаты -де өлшенеді.

Алынған қатынас жергілікті түрде Джоуль-Ленц заңын өрнектейді: токтың меншікті жылулық қуаты ток тығыздығының квадратына және берілген нүктедегі өткізгіштің меншікті кедергісіне пропорционал.

Бұл пішінде Джоуль-Ленц заңы кез келген пішіндегі біртекті емес өткізгіштерге қолданылады және сыртқы күштердің табиғатына тәуелді емес. Тасымалдаушыларға тек электрлік күштер әсер етсе, Ом заңына сүйене отырып:

Егер тізбектің бөлігінде ЭҚК көзі болса, онда ток тасымалдаушыларға тек электрлік күштер ғана емес, сонымен қатар сыртқы күштер де әсер етеді. Бұл жағдайда ауданда бөлінетін жылу электрлік және сыртқы күштер жасаған жұмыстың алгебралық қосындысына тең болады.

Интегралдық түрдегі Ом заңын ток күшіне көбейтейік:

Мұнда сол жақта (жылулық қуат), ал оң жақта электрлік және сыртқы күштердің қуаттарының алгебралық қосындысы берілген, ол деп аталады. ағымдағы қуат.

Жабық контурда:

сол. Жылу генерациясының қуаты сыртқы күштердің қуатына тең.

Ом дифференциалдық заңы

IN

Массивтен өткізгішті таңдап алайық (ол арқылы электр тогыI) өткізгіштегі электр тогы желілерінің бойында орналасқан шағын цилиндр 5.2-сурет. Цилиндрдің ұзындығы болсын длжәне көлденең қима dS. Содан кейін

ТУРАЛЫ

Мұнда

ЖӘНЕ

Ток тығыздығы (5.1) және өткізгіштің өткізгіштігі (5.4) үшін анықтаманы пайдалана отырып, біз Ом дифференциалдық заңы деп аталатын өрнекті аламыз.

Электр тогы арқылы өндірілетін жұмыс және қуат

Заряд кернеудің төмендеуіне сәйкес белгілі бір потенциалдар айырмасы бар нүктелер арасында қозғалғанда Уөндірілген жұмыс және қуат:

Е

Бұл заң тәжірибе арқылы алынды және Джоуль-Ленц заңы деп аталды. Алдыңғы жағдай сияқты, біз шағын көлемдерді қарастыруға көшетін болсақ, онда дифференциалды түрде Джоуль-Ленц заңын алу қиын емес (5.6-5.8):

Кирхгоф заңдары

Кирхгофтың бірінші ережесі

Тармақтары бар электр тізбегін қарастырайық 5.3-сурет. Тармақталу нүктелері түйіндер деп аталады. Тұрақты процесте контур арқылы өтетін электр тогы тұрақты болғанда, тізбектегі барлық нүктелердің потенциалдары да өзгермейді. Бұл орын алуы мүмкін, егер электр зарядтарытізбектің түйіндерінде жинақталмайды немесе жоғалып кетпейді.

Осылайша, стационарлық күйде түйінге түсетін электр мөлшері түйіннен шығатын электр энергиясының мөлшеріне тең болады. Осыдан келіп шығады Кирхгофтың бірінші ережесі:

Түйінге жинақталатын электр тогының күштерінің алгебралық қосындысы нөлге тең (5,9) (түйінге түсетін ток + таңбасымен, ал түйіннен шығатын ток - таңбасымен алынады)

I1+i2+i3-i4-i5=0

ΣI мен =0 5.9.

Өткізгіш қосылыстар

Іс жүзінде жиі өткізгіштердің әртүрлі қосылымдарын пайдалану қажет

П сериялық қосылым 5.4-сурет.

П

Мұндай қосылыммен тізбектің барлық бөліктеріндегі және оның барлық элементтеріндегі электр тогы бірдей болады I= I 1 = I 2 = I 3 =… I n. А және В нүктелері арасындағы тізбектің ұштарындағы кернеу оның әрбір элементіндегі кернеулердің қосындысы болып табылады. У AB = У 1 + У 2 + У 3 +… У n. Осылайша.

Параллель қосылым 5.5-сурет

E.m.f бар тұйық тізбек үшін Ом заңы.

Р Құрамында E.M.F.() болатын тармақталмаған электр тізбегін қарастырайық. Е) ішкі кедергісі бар rжәне сыртқы кедергісі бар Р 5.6-сурет

Зарядты бүкіл контур бойымен жылжытудағы жалпы жұмыс сыртқы контурдағы жұмыс пен көз ішіндегі жұмыстың қосындысы болады. A=A сыртқы +А көзі .

Сонымен қатар, заряд мөлшеріне байланысты сыртқы тізбектегі жұмыс, анықтамасы бойынша, сыртқы тізбектегі потенциалдар айырмасы (сыртқы тізбектегі кернеудің төмендеуі) А сыртқы / q= У. Ал зарядқа байланысты тізбектегі жұмыс, анықтамасы бойынша, E.M.F. А/ q= Е. Осы жерден Е= У+ А көзі / q. Екінші жағынан А көзі = I2 rt. Осы жерден А көзі / q= Ir. Осылайша, біз ақырында: Е= У+ Ir

Немесе Е= I(Р+ r) 5.12

астында Ебарлық E.M.F сомасын білдіреді. тармақталмаған тізбекке кіреді және r және R арқылы тармақталмаған тізбектегі барлық ішкі және сыртқы кедергілердің қосындысы түсіндіріледі.

E.M.F бар барлық тармақталмаған тұйық контур үшін ток күші бірдей. E.M.S.-ге тура пропорционал. және тізбектің кедергісіне кері пропорционал.

Кирхгофтың екінші ережесі

Тармақталған тізбекті қарастырайық 5.7-сурет. Көршілес екі түйіннің арасындағы бөлімді тармақ деп атаймыз. Тармақтану тек көрші түйіндерде болатындықтан, тармақтың ішінде ток күші шамасы мен бағыты бойынша сақталады. Кез келген тізбекті тізбектердің жиынтығы ретінде қарастыруға болады және әрбір тізбек үшін мыналар дұрыс:

Электр тізбегінен ойша оқшауланған кез келген тұйық тізбекте көздердің ішкі кедергілерін қоса алғанда, тізбектің сәйкес бөлімдерінің кедергілерінің көбейтінділерінің алгебралық қосындысы және тізбектегі ток күші алгеборалық қосындыға тең. барлық E.M.F. тізбекте

Тұйық тізбек үшін Ом заңы

Егер өткізгіште электр өрісі пайда болса және оны ұстап тұру үшін шаралар қабылданбаса, онда зарядтардың қозғалысы өте тез өткізгіш ішіндегі өрістің жоғалып кетуіне және токтың тоқтауына әкеледі, сондықтан тұрақты мәнді сақтау үшін ток ұзақ уақыт бойы екі шартты орындау керек: электр тізбегі жабық болуы керек; электр тізбегінде оң болатын аймақтармен бірге

Зарядтар потенциалдың кему бағытында қозғалған кезде, бұл зарядтар потенциалдың жоғарылау бағытында, яғни электростатикалық өрістің күштеріне қарсы қозғалатын аймақтар болуы керек (суретті қараңыз). үзік сызықсуреттегі тізбектің бөлігі. 5).

Тек сыртқы күштер деп аталатын электростатикалық емес күштер ғана оң зарядтарды электростатикалық өріс күштеріне қарсы жылжыта алады. Бірлік оң зарядты жылжыту үшін сыртқы күштердің жұмысына тең шама электр қозғаушы күш (ЭМӨ) деп аталады. e, тізбекте немесе оның бөлігінде әрекет ету. ЭҚК eвольтпен (V) өлшенеді. ЭҚК көзінің конструкциясына байланысты кейбір ішкі кедергісі болады. Бұл кедергі жалпы электр тізбегіндегі көзбен тізбектей жалғанады. ЭҚК көздері ретінде гальваникалық элементтер мен тұрақты ток генераторлары қолданылады (6-сурет).

Егер тармақталмаған тұйық электр тізбегі (7-сурет) кедергісі және ЭҚК көздері бар бірнеше тізбектей жалғанған элементтерді қамтитын болса. e дейін, ішкі кедергісі бар болса, оны суретте көрсетілген эквивалентті схемамен ауыстыруға болады. 6. Эквивалентті тізбектегі ток күші тұйық контур үшін Ом заңымен анықталады:

;

ЭҚК, ток күші сияқты, алгебралық шама. Егер ЭҚК таңдалған бағытта оң зарядтардың қозғалысына ықпал етсе, онда e> 0, егер ЭҚК берілген бағытта оң зарядтардың қозғалысына кедергі келтірсе, онда e < 0. Чтобы определить знак ЭДС, необходимо показать в электрической цепи направление движения положительных зарядов. Положительные заряды в электрической цепи движутся от положительного полюса источника к отрицательному полюсу. Если по ходу этого направления перейти внутри источника от отрицательного полюса к положительному, то e> 0, егер көздің ішінде оң полюстен теріске қарай жылжытсақ, онда e < 0.

Күріш. 6 сур. 7

Тұйық тізбек үшін Ом заңынан кернеудің төмендеуі шығады Убастапқы терминалдардағы ЭҚК аз. Шынымен, e, немесе e. Ом заңына сәйкес, тізбектің біртекті бөлігі үшін көз терминалдарындағы кернеу , онда

3) тұйық тізбек үшін Ом заңын қолданып, ток күші мен ЭҚК арасындағы байланысты анықтаңыз.

Маған Ом заңын айтыңызшы

Ом заңы - электр тізбегіндегі кернеу, ток және өткізгіш кедергісі арасындағы байланысты анықтайтын физикалық заң. Оны ашқан Георг Омның атымен аталған.
Беттің осы бөлімінде Ом заңының екі ауызша тұжырымы болды:
1. Заңның мәні қарапайым: егер токтың өтуі кезінде өткізгіштің кернеуі мен қасиеттері өзгермесе, онда
Өткізгіштегі ток күші өткізгіштің ұштары арасындағы кернеуге тура пропорционал және өткізгіш кедергісіне кері пропорционал.
2. Ом заңы былай тұжырымдалады: Тізбектің біртекті бөлігіндегі ток күші қимаға түсірілген кернеуге тура пропорционал, ал қиманың сипаттамасына кері пропорционал, бұл бөлімнің электр кедергісі деп аталады.
Сондай-ақ Ом заңы іргелі және кедергіні жеңетін бөлшектер немесе өрістер ағындары бар кез келген физикалық жүйеге қолданылуы мүмкін екенін есте ұстаған жөн. Оны Кирхгоф ережелері сияқты гидравликалық, пневматикалық, магниттік, электрлік, жарықтық, жылу ағындарын және т.б. есептеу үшін қолдануға болады, бірақ бұл заңның бұл қолданылуы жоғары мамандандырылған есептеулер шеңберінде өте сирек қолданылады.

Пайдаланушы жойылды

Неміс физигі Г.Ом 1826 жылы эксперименталды түрде біртекті металл өткізгіш арқылы өтетін ток күші I (яғни сыртқы күштер әсер етпейтін өткізгіш) өткізгіштің ұштарындағы U кернеуіне пропорционал екенін анықтады:

мұндағы R = const.
R мәні әдетте электрлік кедергі деп аталады. Электрлік кедергісі бар өткізгіш резистор деп аталады. Бұл қатынас тізбектің біртекті қимасы үшін Ом заңын өрнектейді: өткізгіштегі ток күші берілген кернеуге тура пропорционал және өткізгіш кедергісіне кері пропорционал.
Өткізгіштердің электр кедергісінің SI бірлігі Ом (Ом) болып табылады. 1 Ом кедергісі 1 В кернеуде 1 А ток пайда болатын тізбектің бөліміне ие.
Ом заңына бағынатын өткізгіштер сызықтық деп аталады. I токтың U кернеуіне графикалық тәуелділігі (мұндай графиктер деп аталады вольт-амперлік сипаттамалар, қысқартылған CVC) координаталар басы арқылы өтетін түзу арқылы бейнеленген. Айта кету керек, Ом заңына бағынбайтын көптеген материалдар мен құрылғылар бар, мысалы. жартылай өткізгіш диоднемесе газ шығару шамы. Металл өткізгіштер үшін де, жеткілікті жоғары токтарда Омның сызықтық заңынан ауытқу байқалады, өйткені металл өткізгіштердің электр кедергісі температураның жоғарылауымен артады.
ЭҚК бар тізбек бөлімі үшін Ом заңы келесі түрде жазылады:
IR = U12 = φ1 – φ2 + E = Δφ12 + E.
Бұл қатынас әдетте жалпыланған Ом заңы деп аталады.
Бұл суретте. тұйық тұрақты ток тізбегін көрсетеді. Тізбек бөлімі (cd) біркелкі.

Ом заңына сәйкес,
IR = Δφcd.
(ab) бөлімінде E-ге тең эмф бар ток көзі бар.
Гетерогенді аймақ үшін Ом заңына сәйкес,
Ir = Δφab + E.
Екі теңдікті қоссақ, мынаны аламыз:
I(R + r) = Δφcd + Δφab + E.
Бірақ Δφcd = Δφba = – Δφab.
Сондықтан

Бұл формула толық тізбек үшін Ом заңын өрнектейді: толық тізбектегі ток күші көздің электр қозғаушы күшін тізбектің біртекті және біртекті емес қималарының кедергілерінің қосындысына бөлгенге тең.

Кішкентай ханзада

Интегралдық түрде: i=L*U | L-электр өткізгіштігі, 1/R
Дифференциалды түрде: j=A*E | А – ортаның электр өткізгіштігі, j – токтың тығыздығы
Тұйық цикл үшін: i= E/(r+R) | әкелді...
Айнымалы токтар үшін: uo=io*sqrt (r^2 + (w*L -1/w*C)^2) |uo io - ток пен кернеудің амплитудалары, r - жақшада көрсетілген тізбектің белсенді кедергісі. және квадрат – реактивті компонент, sqrt = квадрат түбір....

Оля Семёнова

Ом заңы көздің электр қозғаушы күші (немесе электр кернеуі) мен өткізгіштегі ток күші мен өткізгіштің кедергісі арасындағы байланысты анықтайтын эмпирикалық физикалық заң. 1826 жылы Георг Ом орнатқан және оның атымен аталған.

Жабық контурға мыналар кіреді: ток көзі, кедергі (ток тұтыну), ток сипаттамаларын бақылауға арналған құрылғылар, сымдар, кілт. Мысал ретінде 5-суретте көрсетілген схеманы келтіруге болады. Көзге қатысты біз берілген көзде орналасқан элементтері бар сыртқы тізбекті ажырата аламыз, егер біз бір терминалдан екіншісіне токты бақылайтын болсақ, және біз кедергіні белгілейміз арқылы сыртқы тізбектің Р, ішкі көздің кедергісі r. Сонда тізбектегі ток күші тұйық контур үшін заңмен анықталады, бұл туралы тұйық контурдағы ток тікелей ЭҚК шамасына пропорционал және мөлшерге кері пропорционал тізбектің ішкі және сыртқы кедергісі,сол.

Осы заңнан мынадай ерекше жағдайлар туындайды:

Егер Р нөлге ұмтылады (яғни Р << r), содан кейін ток I барынша ұмтылады

мүмкін мағынасы I k.z = , қысқа ток деп аталады

жабылулар. Бұл ток көздер үшін қауіпті, себебі ол көздің қызып кетуіне және оның ішіндегі өткізгіш ортаның қайтымсыз өзгеруіне әкеледі.

Егер Р шексіз үлкен мәнге ұмтылады (яғни, бұл жағдайда Р >> r), ағымдағы Iтөмендейді, ал көздің ішіндегі кернеудің төмендеуі Ir әлдеқайда кішірейеді IR, демек IR. Бұл көздің ЭҚК шамасын вольтметрдің кедергісі болған жағдайда көздің терминалдарына қосылған вольтметрдің көмегімен іс жүзінде өлшеуге болатынын білдіреді. Р В >> r сыртқы контур ашық болғанда.

Тұрақты ток көзін пайдалану кезінде энергияның таралуы

Тұрақты ток көзінде эмф және ішкі болсын

қарсылық r және сыртқы жүктеменің кедергісіне тұйық болады Р.

Тұрақты ток көзінің жұмысы кезіндегі энергияның таралуын сипаттайтын бірнеше шамаларды талдап көрейік.

A) Көзден тұтынылатын қуатР.

Тұйық контур бойымен сыртқы күштердің атқаратын жұмысы

заряд қозғалысы dq, тең:

дА = dq (9)

Анықтамаға сүйене отырып, сыртқы күштер дамытқан қуат

көзі мынаған тең:

(10)

Бұл қуат көзге сыртқы және ішкі тізбек бөліктерінде көзден тұтынылады. Тұйық тізбек үшін Ом заңын қолданып, жұмсалған қуатты былай көрсетуге болады:

Жүктемеге төзімділік болса Р төмендейді, нөлге ұмтылады, содан кейін Р зат П макс = Егер Р ұлғаяды, шексіздікке ұмтылады, содан кейін R зат. Сыртқы күштер Р зат жұмсайтын қуаттың сыртқы кедергінің мәніне тәуелділік графигі Р 5-суретте көрсетілген.

б) Таза қуатастында R : _

Пайдалы қуат P көзге қатысты сыртқы тізбектегі көздің тұтынатын қуаты болып саналады, яғни. сыртқы жүктемеде. Ол мынаған тең:

Тұйық тізбек үшін Ом заңын пайдалану немесе соңғы өрнекте ауыстыру I/( Р+ r), түрінде көрсетуге болады

(13)

Бұл өрнектің алымы мен бөлімі бөлінсе Р, содан кейін сіз өрнекті аласыз

(13а)

екенін анық көрсетеді Р қабат азайып бара жатқандай нөлге ұмтылады Р нөлге дейін және оның шексіз өсуімен, өйткені екі жағдайда да бұл өрнектің бөлгіші шексіздікке ұмтылады. Бұл қандай да бір оңтайлы мән үшін дегенді білдіреді Р пайдалы қуат максималды мәнге жетеді

Оңтайлы мәнді анықтаңыз Р, және де мағынасы , функцияның бірінші туындысын нөлге теңеу арқылы мүмкін болады Р ән айту = f(Р) бойынша Р:

(14)

Көріп отырғанымыздай, шарт бойынша алынған теңдік байқалады