옴의 법칙이 필요한 이유는 무엇입니까? 전기 저항의 개념, 옴의 법칙, 키르히호프의 법칙, 병렬 및 직렬 연결 옴의 법칙 계산기
Georg Simon Ohm은 Jean Baptiste Fourier의 유명한 작품인 "열의 분석 이론"에서 영감을 받아 연구를 시작했습니다. 이 연구에서 푸리에는 두 지점 사이의 열 흐름을 온도 차이로 표현하고 열 흐름의 변화를 단열재로 만들어진 불규칙한 모양의 장애물을 통과하는 것과 연관시켰습니다. 마찬가지로 옴은 전위차에 의해 전류가 발생하는 원인이 됩니다.
이를 바탕으로 Ohm은 다양한 도체 재료를 실험하기 시작했습니다. 전도성을 확인하기 위해 그는 직렬로 연결하고 전류 강도가 모든 경우에 동일하도록 길이를 조정했습니다.
이러한 측정에서는 동일한 직경의 도체를 선택하는 것이 중요했습니다. 옴은 은과 금의 전도도를 측정하여 현대 데이터에 따르면 정확하지 않은 결과를 얻었습니다. 따라서 옴의 은 도체는 금보다 적은 전류를 전도했습니다. Om 자신은 자신의 은도체가 기름으로 코팅되어 있다고 말하면서 이를 설명했으며 이로 인해 실험에서 정확한 결과가 나오지 않은 것 같습니다.
그러나 당시 비슷한 전기 실험을 하고 있던 물리학자들이 겪었던 문제는 이것뿐만이 아니었습니다. 실험을 위해 불순물이 없는 순수한 재료를 얻는 데 큰 어려움이 있었고 도체의 직경을 교정하는 데 어려움이 있어 테스트 결과가 왜곡되었습니다. 더 큰 걸림돌은 전류의 근원이 화학 원소를 교대로 사용했기 때문에 테스트 중에 전류 강도가 지속적으로 변한다는 것입니다. 이러한 조건에서 Ohm은 전선 저항에 대한 전류의 로그 의존성을 유도했습니다.
얼마 후, 전기화학을 전공한 독일의 물리학자 포겐도르프(Poggendorff)는 옴이 화학 원소를 비스무트와 구리로 만든 열전대로 대체할 것을 제안했습니다. 옴은 다시 실험을 시작했습니다. 이번에 그는 Seebeck 효과로 구동되는 열전 장치를 배터리로 사용했습니다. 여기에 그는 직경은 동일하지만 길이가 다른 8개의 구리 도체를 직렬로 연결했습니다. 전류를 측정하기 위해 Ohm은 금속 실을 사용하여 도체 위에 자성 바늘을 매달았습니다. 이 화살표와 평행하게 흐르는 전류는 화살표를 옆으로 이동시켰습니다. 이런 일이 발생했을 때 물리학자는 화살표가 원래 위치로 돌아올 때까지 실을 비틀었습니다. 실이 꼬인 각도에 따라 전류의 값을 판단할 수 있습니다.
새로운 실험의 결과로 Ohm은 다음 공식을 얻었습니다.
X = a / b + l
여기 엑스– 전선의 자기장의 강도, 엘– 와이어 길이, ㅏ– 일정한 소스 전압, 비– 회로의 나머지 요소의 저항 상수.
이 공식을 설명하기 위해 현대 용어를 사용하면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다. 엑스– 현재 강도, ㅏ– 소스의 EMF, b + l– 총 회로 저항.
회로 섹션에 대한 옴의 법칙
회로의 개별 섹션에 대한 옴의 법칙은 다음과 같이 명시합니다. 회로 섹션의 전류 강도는 전압이 증가하면 증가하고 이 섹션의 저항이 증가하면 감소합니다.
나=U/R
이 공식을 바탕으로 도체의 저항이 전위차에 따라 결정된다는 것을 알 수 있습니다. 수학적 관점에서 보면 이는 맞지만 물리학적 관점에서는 거짓입니다. 이 공식은 회로의 별도 섹션에서 저항을 계산하는 데에만 적용됩니다.
따라서 도체 저항을 계산하는 공식은 다음과 같은 형식을 취합니다.
R = p ⋅ l / s
완전한 회로에 대한 옴의 법칙
완전한 회로에 대한 옴의 법칙과 회로의 한 부분에 대한 옴의 법칙의 차이점은 이제 두 가지 유형의 저항을 고려해야 한다는 것입니다. 이는 시스템의 모든 구성 요소의 저항 "R"이고 기전력 소스의 내부 저항 "r"입니다. 따라서 공식은 다음과 같은 형식을 취합니다.
나는 = U / R + r
교류에 대한 옴의 법칙
교류는 특정 기간에 걸쳐 변화한다는 점에서 직류와 다릅니다. 구체적으로 말하면 그 의미와 방향이 바뀐다. 여기에 옴의 법칙을 적용하려면 직류 회로의 저항이 교류 회로의 저항과 다를 수 있다는 점을 고려해야 합니다. 그리고 회로에 리액턴스가 있는 구성 요소를 사용하면 다릅니다. 리액턴스는 유도성(코일, 변압기, 초크) 또는 용량성(커패시터)일 수 있습니다.
교류 회로에서 반응성 저항과 능동 저항 사이의 실제 차이점이 무엇인지 알아 보겠습니다. 이러한 회로의 전압 및 전류 값은 시간이 지남에 따라 변하며 대략적으로 말하면 파형을 갖는다는 것을 이미 이해해야 합니다.
이 두 값이 시간에 따라 어떻게 변하는지 도표로 나타내면 사인파가 생성됩니다. 전압과 전류는 모두 0에서 최대값으로 상승한 다음 감소하여 0을 통과하고 최대 음수값에 도달합니다. 그 후에는 0을 거쳐 최대값까지 다시 상승합니다. 전류나 전압이 음수라고 하면 반대 방향으로 움직인다는 뜻이다.
전체 프로세스는 특정 빈도로 발생합니다. 최소값에서 최대값까지의 전압이나 전류값이 0을 통과하는 지점을 위상(Phase)이라고 합니다.
사실 이것은 단지 서문일 뿐입니다. 반응적이고 능동적인 저항으로 돌아가 보겠습니다. 차이점은 능동 저항이 있는 회로에서는 전류 위상이 전압 위상과 일치한다는 것입니다. 즉, 전류값과 전압값이 동시에 한 방향으로 최대에 도달한다. 이 경우 전압, 저항 또는 전류를 계산하는 공식은 변경되지 않습니다.
회로에 리액턴스가 포함되어 있으면 전류와 전압의 위상이 주기의 ¼만큼 서로 이동합니다. 즉, 전류가 최대값에 도달하면 전압은 0이 되고 그 반대도 마찬가지입니다. 유도성 리액턴스가 적용되면 전압 위상이 전류 위상을 "추월"합니다. 커패시턴스가 적용되면 전류 위상이 전압 위상을 "추월"합니다.
유도 리액턴스 양단의 전압 강하 계산 공식:
유 = 나 ⋅ ΩL
어디 엘는 리액턴스의 인덕턴스이고, ω – 각주파수(진동 위상의 시간 미분).
커패시턴스 양단의 전압 강하 계산 공식:
유 = 나 / Ω ⋅ C
와 함께– 리액턴스 커패시턴스.
이 두 공식은 가변 회로에 대한 옴의 법칙의 특별한 경우입니다.
완전한 것은 다음과 같습니다:
나=U/Z
여기 지– 가변 회로의 총 저항을 임피던스라고 합니다.
적용 범위
옴의 법칙은 물리학의 기본 법칙이 아니며 일부 값이 다른 값에 편리하게 의존하는 것이므로 거의 모든 실제 상황에 적합합니다. 따라서 법이 적용되지 않는 상황을 나열하는 것이 더 쉬울 것입니다.
- 예를 들어 일부 고주파 전기장에서 전하 캐리어의 관성이 있는 경우;
- 초전도체에서;
- 전류-전압 특성이 선형적이지 않을 정도로 와이어가 가열되는 경우. 예를 들어, 백열등의 경우;
- 진공 및 가스 라디오 튜브에서;
- 다이오드와 트랜지스터에서.
전류, 전압, 저항 및 전력과 같은. 전자 회로와 장치를 연구하고 이해하는 것이 불가능한 지식과 이해 없이는 기본 전기 법칙, 즉 기초가 필요한 시대가 왔습니다.
옴의 법칙
전류, 전압, 저항 및 전력은 확실히 관련되어 있습니다. 그리고 그들 사이의 관계는 의심할 여지없이 가장 중요한 전기 법칙에 의해 설명됩니다. 옴의 법칙. 단순화된 형태로 이 법칙을 회로 섹션에 대한 옴의 법칙이라고 합니다. 그리고 이 법칙은 다음과 같습니다.
"회로 섹션의 전류 강도는 전압에 정비례하고 회로의 특정 섹션의 전기 저항에 반비례합니다."
실제 적용을 위해 옴의 법칙 공식은 공식의 주요 표현 외에도 다른 양을 결정하는 데 도움이 되는 삼각형 형태로 표현될 수 있습니다.
삼각형은 다음과 같이 작동합니다. 수량 중 하나를 계산하려면 손가락으로 덮으세요. 예를 들어:
이전 글에서는 전기와 물의 비유를 통해 전압, 전류, 저항의 관계를 살펴보았습니다. 또한 옴의 법칙에 대한 좋은 해석은 법의 본질을 명확하게 보여주는 다음 그림일 수 있습니다.
여기서 우리는 "볼트"(전압) 남자가 "옴"(저항) 남자를 끌어당기는 도체를 통해 "암페어"(전류) 남자를 밀어내는 것을 볼 수 있습니다. 따라서 저항이 도체를 더 강하게 압축할수록 전류가 도체를 통과하기가 더 어려워집니다(“전류의 강도는 회로 섹션의 저항에 반비례합니다”). 또는 저항이 클수록 전류의 경우 더 나쁘고 크기가 작습니다). 그러나 전압은 잠자기 상태가 아니며 온 힘을 다해 전류를 밀어냅니다(전압이 높을수록 전류가 더 커집니다. 또는 "회로 섹션의 전류 강도는 전압에 정비례합니다").
손전등이 희미하게 빛나기 시작하면 "배터리가 부족합니다."라고 말합니다. 무슨 일이 일어났나요? 퇴원했다는 게 무슨 뜻인가요? 이는 배터리 전압이 감소하여 더 이상 전류가 손전등 및 전구 회로의 저항을 극복하는 데 "도움"을 줄 수 없음을 의미합니다. 따라서 전압이 높을수록 전류도 커진다는 것이 밝혀졌습니다.
직렬 연결 - 직렬 회로
예를 들어 일반 전구와 같이 소비자를 직렬로 연결할 때 각 소비자의 전류는 동일하지만 전압은 다릅니다. 각 소비자에서 전압이 떨어집니다(감소).
그리고 직렬 회로에서 옴의 법칙은 다음과 같습니다.
직렬로 연결하면 소비자 저항이 합산됩니다. 총 저항 계산 공식:
병렬 연결 - 병렬 회로
병렬 연결을 사용하면 각 소비자에 동일한 전압이 적용되지만 저항이 다른 경우 각 소비자를 통과하는 전류는 달라집니다.
세 명의 소비자로 구성된 병렬 회로에 대한 옴의 법칙은 다음과 같습니다.
병렬로 연결하면 회로의 총 저항은 항상 최소 개별 저항보다 작습니다. 또는 “저항이 최소한으로 줄어들 것이다”라고도 말합니다.
병렬 연결된 두 소비자로 구성된 회로의 총 저항:
병렬 연결된 3개의 소비자로 구성된 회로의 총 저항:
더 많은 수의 소비자의 경우 병렬 연결의 경우 전도도(저항의 역수)가 각 소비자의 전도도의 합으로 계산된다는 사실을 기반으로 계산됩니다.
전력
전력은 전기 에너지의 전송 속도 또는 변환 속도를 나타내는 물리량입니다. 전력은 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.
따라서 소스 전압을 알고 소비되는 전류를 측정하면 전기 제품이 소비하는 전력을 확인할 수 있습니다. 반대로, 전기 제품의 전력과 네트워크 전압을 알면 소비되는 전류량을 결정할 수 있습니다. 이런 계산이 필요할 때도 있습니다. 예를 들어 퓨즈나 회로 차단기는 전기 제품을 보호하는 데 사용됩니다. 올바른 보호 장비를 선택하려면 전류 소비량을 알아야 합니다. 가전 제품에 사용되는 퓨즈는 일반적으로 수리가 가능하며 복원하는 것으로 충분합니다.
전기 기술자 및 전자 엔지니어의 경우 기본 법칙 중 하나가 옴의 법칙입니다. 매일 작업은 전문가에게 새로운 과제를 제기하며 종종 소진된 저항기 또는 요소 그룹에 대한 대체품을 선택해야 합니다. 전기 기술자는 종종 케이블을 교체해야 하며, 올바른 케이블을 선택하려면 부하의 전류를 "추정"해야 하므로 일상 생활에서 가장 간단한 물리적 법칙과 관계를 사용해야 합니다. 전기 공학에서 옴의 법칙의 중요성은 엄청납니다. 그런데 전기 공학 전문 분야의 대부분의 졸업장 작품은 하나의 공식에 따라 70-90%로 계산됩니다.
역사적 참고자료
옴의 법칙이 발견된 해는 독일 과학자 게오르그 옴(Georg Ohm)이 1826년입니다. 그는 전류, 전압 및 도체 유형 간의 관계에 대한 법칙을 경험적으로 결정하고 설명했습니다. 나중에 세 번째 구성 요소는 저항에 지나지 않는다는 것이 밝혀졌습니다. 그 후, 이 법칙은 발견자의 이름을 따서 명명되었지만 문제는 법칙에만 국한되지 않고 그의 업적에 대한 찬사로 그의 이름을 따서 물리량이 명명되었습니다.
저항이 측정되는 양은 Georg Ohm의 이름을 따서 명명되었습니다. 예를 들어 저항에는 와트 단위의 전력과 저항(옴, 킬로옴, 메가옴 등의 측정 단위)이라는 두 가지 주요 특성이 있습니다.
회로 섹션에 대한 옴의 법칙
EMF가 포함되지 않은 전기 회로를 설명하려면 회로 섹션에 옴의 법칙을 사용할 수 있습니다. 이것은 가장 간단한 녹음 형태입니다. 다음과 같습니다.
여기서 I는 암페어 단위로 측정된 전류이고, U는 볼트 단위의 전압, R은 옴 단위의 저항입니다.
이 공식은 전류가 전압에 정비례하고 저항에 반비례한다는 것을 알려줍니다. 이것이 옴의 법칙의 정확한 공식입니다. 이 공식의 물리적 의미는 저항과 전압이 알려진 회로 섹션을 통과하는 전류의 의존성을 설명하는 것입니다.
주목!이 공식은 직류에 유효하며 교류의 경우 약간의 차이가 있습니다. 이에 대해서는 나중에 다시 설명하겠습니다.
전기량 간의 관계 외에도 이 형식은 저항의 전류 대 전압 그래프가 선형이고 함수 방정식이 충족된다는 것을 알려줍니다.
f(x) = ky 또는 f(u) = IR 또는 f(u)=(1/R)*I
회로 섹션에 대한 옴의 법칙은 회로 섹션의 저항기 저항을 계산하거나 알려진 전압 및 저항에서 저항기를 통과하는 전류를 결정하는 데 사용됩니다. 예를 들어 저항 R이 6Ω이고 단자에 12V의 전압이 가해지면 이를 통해 얼마나 많은 전류가 흐르는지 알아내야 합니다. 계산해보자:
I=12V/6옴=2A
이상적인 도체에는 저항이 없지만 구성 물질의 분자 구조로 인해 모든 도체에는 저항이 있습니다. 예를 들어, 이것이 가정용 전기 네트워크에서 알루미늄에서 구리선으로 전환된 이유입니다. 구리의 저항률(길이 1m당 Ω)은 알루미늄의 저항률보다 낮습니다. 따라서 구리선은 발열이 적고 더 높은 전류를 견딜 수 있으므로 더 작은 단면적의 와이어를 사용할 수 있습니다.
또 다른 예는 가열 장치와 저항기의 나선형이 높은 저항률을 갖는다는 것입니다. 니크롬, 칸탈 등과 같은 다양한 고저항성 금속으로 만들어집니다. 전하 캐리어가 도체를 통해 이동할 때 결정 격자의 입자와 충돌하여 에너지가 열과 도체의 형태로 방출됩니다. 가열. 전류가 클수록 충돌이 많아지고 가열도 커집니다.
가열을 줄이려면 도체를 줄이거나 두께(단면적)를 늘려야 합니다. 이 정보는 공식으로 작성할 수 있습니다.
R선 =ρ(L/S)
여기서 ρ는 저항률(Ohm*mm 2 /m), L은 길이(m), S는 단면적입니다.
병렬 및 직렬 회로에 대한 옴의 법칙
연결 유형에 따라 전류 흐름 및 전압 분포의 다양한 패턴이 관찰됩니다. 요소를 직렬로 연결하는 회로 섹션의 경우 전압, 전류 및 저항은 다음 공식에 따라 구됩니다.
이는 임의의 수의 요소가 직렬로 연결된 회로에 동일한 전류가 흐른다는 것을 의미합니다. 이 경우, 모든 소자에 인가되는 전압(전압 강하의 합)은 전원의 출력 전압과 같습니다. 각 요소에는 개별적으로 자체 전압이 적용되며 특정 요소의 현재 강도와 저항에 따라 달라집니다.
U el =I*R 요소
병렬 연결된 요소의 회로 섹션 저항은 다음 공식으로 계산됩니다.
1/R=1/R1+1/R2
혼합 연결의 경우 체인을 동등한 형태로 줄여야 합니다. 예를 들어 하나의 저항이 두 개의 병렬 연결된 저항에 연결된 경우 먼저 병렬 연결된 저항의 저항을 계산합니다. 두 개의 저항기의 전체 저항을 얻게 되며, 이를 직렬로 연결된 세 번째 저항기에 추가하기만 하면 됩니다.
완전한 회로에 대한 옴의 법칙
완전한 회로에는 전원이 필요합니다. 이상적인 전원은 다음과 같은 유일한 특성을 갖는 장치입니다.
- 전압(EMF 소스인 경우)
- 현재 강도(현재 소스인 경우)
이러한 전원은 출력 매개변수가 변경되지 않은 상태에서 모든 전력을 공급할 수 있습니다. 실제 전원에는 전력 및 내부 저항과 같은 매개변수도 있습니다. 본질적으로 내부 저항은 EMF 소스와 직렬로 설치된 가상 저항입니다.
완전한 회로에 대한 옴의 법칙 공식은 유사해 보이지만 IP의 내부 저항이 추가됩니다. 완전한 체인의 경우 다음 공식으로 작성됩니다.
나는=ε/(R+r)
여기서 ε는 EMF(볼트), R은 부하 저항, r은 전원의 내부 저항입니다.
실제로 내부 저항은 옴의 몇 분의 1 수준이며 갈바니 소스의 경우 크게 증가합니다. 두 개의 배터리(새 배터리와 방전 배터리)의 전압이 동일하지만 하나는 필요한 전류를 생성하고 제대로 작동하고 두 번째 배터리는 작동하지 않는 경우에 이러한 현상이 관찰되었습니다. 약간의 하중에도 처집니다.
미분 및 적분 형태의 옴의 법칙
회로의 동종 섹션의 경우 위의 공식이 유효하며, 균일하지 않은 도체의 경우 이 세그먼트 내에서 치수 변화가 최소화되도록 가장 짧은 세그먼트로 나누어야 합니다. 이를 미분 형태로 옴의 법칙이라고 합니다.
즉, 전류 밀도는 도체의 무한히 작은 부분에 대한 전압 및 전도도에 정비례합니다.
통합 형태:
교류에 대한 옴의 법칙
AC 회로를 계산할 때 저항 개념 대신 "임피던스" 개념이 도입됩니다. 임피던스는 문자 Z로 표시되며 활성 부하 저항 Ra와 리액턴스 X(또는 R r)를 포함합니다. 이는 정현파 전류(및 다른 형태의 전류)의 모양과 유도 요소의 매개변수 및 정류 법칙에 기인합니다.
- 인덕턴스가 있는 회로의 전류는 즉시 변경될 수 없습니다.
- 커패시터가 있는 회로의 전압은 즉시 변경될 수 없습니다.
따라서 전류는 전압보다 뒤처지거나 앞서기 시작하고 총 전력은 활성 전력과 무효 전력으로 나뉩니다.
X L 및 X C는 부하의 반응성 구성 요소입니다.
이와 관련하여 cosФ 값이 도입됩니다.
여기서 – Q – 교류 및 유도 용량성 구성 요소로 인한 무효 전력, P – 유효 전력(활성 구성 요소에 분산), S – 피상 전력, cosФ – 역률.
공식과 그 표현이 피타고라스 정리와 겹친다는 것을 눈치챘을 것입니다. 이것은 실제로 사실이며 각도 Ф는 부하의 반응 구성 요소가 얼마나 큰지에 따라 달라집니다. 크기가 클수록 크기도 커집니다. 실제로 이는 네트워크에 실제로 흐르는 전류가 가정용 계량기에 의해 기록된 것보다 크고 기업은 전체 전력에 대한 비용을 지불한다는 사실로 이어집니다.
이 경우 저항은 복잡한 형태로 표시됩니다.
여기서 j는 방정식의 복잡한 형태에 일반적으로 사용되는 허수 단위입니다. i로 표시되는 경우는 적지 만 전기 공학에서는 교류의 유효 값도 표시되므로 혼동하지 않으려면 j를 사용하는 것이 좋습니다.
허수 단위는 √-1과 같습니다. 제곱했을 때 "-1"이라는 음수 결과가 나올 수 있는 숫자가 없다는 것은 논리적입니다.
옴의 법칙을 기억하는 방법
옴의 법칙을 기억하려면 다음과 같은 간단한 단어로 공식을 외울 수 있습니다.
전압이 높을수록 전류는 높아지고, 저항이 높을수록 전류는 낮아집니다.
아니면 기억하기 쉬운 그림과 규칙을 사용하세요. 첫 번째는 옴의 법칙을 피라미드 형태로 간단하고 명확하게 표현한 것입니다.
니모닉 규칙은 간단하고 쉽게 이해하고 연구할 수 있도록 개념을 단순화한 형태입니다. 언어적 형태일 수도 있고 그래픽 형태일 수도 있습니다. 필요한 공식을 정확하게 찾으려면 원하는 수량을 손가락으로 가리고 제품 또는 몫의 형태로 답을 얻으십시오. 작동 방식은 다음과 같습니다.
두 번째는 캐리커처 표현입니다. 여기에 표시됩니다. Ohm이 더 많이 시도할수록 Ampere가 통과하기가 더 어려워지고, Volt가 많을수록 Ampere가 통과하기가 더 쉬워집니다.
옴의 법칙은 전기 공학의 기본 법칙 중 하나이며, 이를 알지 못하면 대부분의 계산이 불가능합니다. 그리고 일상 작업에서는 저항을 통해 전류를 변환하거나 결정해야 하는 경우가 많습니다. 그것의 파생과 모든 수량의 기원을 이해할 필요는 전혀 없지만 최종 공식을 숙지해야합니다. 결론적으로, 나는 전기 기술자들 사이에 다음과 같은 오래된 농담이 있다는 점에 주목하고 싶습니다. “옴을 모르면 집에 있어라.”그리고 모든 농담에 진실이 담겨 있다면 이 진실은 100%입니다. 실제로 전문가가 되고 싶다면 이론적 기초를 연구하세요. 저희 사이트의 다른 기사가 이에 도움이 될 것입니다.
좋다( 0 ) 나는 좋아하지 않는다( 0 )
모든 전기 회로에는 반드시 전기 에너지 소스와 수신기가 포함됩니다. 예를 들어, 배터리와 백열 전구로 구성된 간단한 전기 회로를 생각해 보십시오.
배터리는 전기 에너지의 원천이고 전구는 수신기입니다. 전원의 극 사이에는 전위차(+와 -)가 있으며, 회로가 닫히면 EMF로 약칭되는 기전력의 영향으로 균등화 과정이 시작됩니다. 전류가 회로를 통해 흐르면서 작업을 수행합니다. 전구의 나선형을 가열하면 나선형이 빛나기 시작합니다.
이로써 전기에너지는 열에너지와 빛에너지로 변환된다.
전류(J)는 하전 입자(이 경우 전자)의 규칙적인 이동입니다.
전자는 음전하를 띠므로 전자의 움직임은 전원의 양극(+)을 향합니다.
이 경우 전자기장은 항상 형성되어 빛의 속도로 전기 회로를 통해 (+)에서 (-) 소스로(전자의 이동 방향) 확산됩니다. 전통적으로 전류(J)는 양극(+)극에서 음극(-)극으로 이동한다고 믿어왔습니다.
전도체인 물질의 결정 격자를 통한 전자의 규칙적인 움직임은 방해받지 않고 통과하지 않습니다. 전자는 물질의 원자와 상호 작용하여 물질을 가열합니다. 따라서 물질은 저항(R) 전류가 흐르고 있다. 그리고 동일한 전류 값에서 저항 값이 클수록 가열이 더 강해집니다.
전기 저항은 전류에 대한 전기 회로(또는 그 부분)의 저항을 나타내는 값으로, 오마하. 전기 같은 전압(U) - 전류원의 전위차의 크기. 전기 같은 전압(유), 전기 저항(R), 전기 현재의(J)는 가장 단순한 전기 회로의 기본 특성이며 서로 특정한 관계에 있습니다.
| 전압. | ||
| 저항. | ||
| 현재 강도. | ||
| 힘. | ||
위의 옴의 법칙 계산기를 사용하면 모든 전기 에너지 수신기의 전류, 전압 및 저항 값을 쉽게 계산할 수 있습니다. 또한 전압과 전류 값을 대체하여 전력을 결정할 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
예를 들어, 전기가 소비하는 전류를 알아내야 합니다. 주전자, 전력 2.2kW.
"전압" 열에서 네트워크의 전압 값을 볼트(220)로 대체합니다.
따라서 "전력" 열에 전력 값을 와트 2200(2.2kW)으로 입력합니다. "현재 강도 찾기" 버튼을 누릅니다. 결과는 암페어 - 10으로 표시됩니다. 그런 다음 "저항" 버튼을 누르면, 또한 작동 중 주전자의 전기 저항(22옴)도 확인할 수 있습니다.
위의 계산기를 이용하면 쉽게 계산할 수 있습니다. 총 저항값두 개의 저항이 병렬로 연결된 경우.
Kirchhoff의 두 번째 법칙은 다음과 같습니다. 닫힌 전기 회로에서 EMF의 대수적 합은 회로의 개별 섹션에서 전압 강하의 대수적 합과 같습니다. 이 법칙에 따르면 아래 그림에 표시된 회로에 대해 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
R 레브 =R 1 +R 2
즉, 회로의 소자를 직렬로 연결하면 회로의 전체 저항은 구성 소자의 저항의 합과 같고, 전압은 각 소자의 저항에 비례하여 분배됩니다.
예를 들어, 각각 2.5V의 전압으로 설계되고 220V 네트워크에 연결된 100개의 작은 동일한 전구로 구성된 새해 화환에서 각 전구는 220/100 = 2.2V를 갖습니다.
그리고 물론 이런 상황에서도 그녀는 행복하게 일할 것이다.
교류.
교류는 직류와 달리 방향이 일정하지 않습니다. 예를 들어, 일반 가정용 전기에서. 네트워크 220볼트 50헤르츠, 플러스 및 마이너스 위치가 초당 50회 변경됩니다. 직류 회로에 대한 옴의 법칙과 키르히호프의 법칙은 교류 회로에도 적용 가능하지만 다음과 같은 전기 수신기에만 적용됩니다. 활동적인다양한 가열 요소 및 백열 전구와 같은 순수한 형태의 저항.
또한 모든 계산은 다음과 같이 이루어집니다. 유효한전류 및 전압 값. 교류 힘의 유효 값은 열적으로 등가인 직류 힘과 수치적으로 동일합니다. 유효 가치 J변수 = 0.707*J상수유효 가치 U변수 = 0.707*U상수예를 들어, 홈 네트워크에서 현재의 AC 전압 값 - 220볼트,최대(진폭) 값 = 220*(1 / 0.707) = 310볼트.
전기 기술자의 일상 생활에서 옴의 법칙과 키르히호프의 법칙의 역할.
작업 활동을 수행하면서 전기 기술자(절대적으로 모든 사람)는 이러한 기본 법률 및 규칙의 결과에 매일 직면하며 현실에 살고 있다고 말할 수 있습니다. 그는 다양한 교육 기관에서 큰 어려움을 겪은 이론적 지식을 사용하여 일상적인 업무를 수행합니까?
일반적으로 - 아니오! 대부분의 경우 간단합니다. 간단하게, 필요하지 않은 경우에는 수행할 수 있습니다.
일반 전기 기술자의 일상 작업은 전혀 정신적 계산으로 구성되지 않고 반대로 수년에 걸쳐 연마된 명확하고 정확한 물리적 행동으로 구성됩니다. 전혀 생각할 필요가 없다는 말은 아니다. 그와는 정반대로, 결국 이 직업에서 성급한 행동의 결과는 때로는 매우 비쌉니다.
때로는 전기 기술자 중에는 아마추어 디자이너도 있지만 대부분은 혁신가입니다. 이 사람들은 때때로 자신이 가지고 있는 이론적 지식을 개인적인 목적과 자국 생산의 이익을 위해 다양한 장치를 개발하고 제작하는 데 사용합니다. 옴의 법칙과 키르히호프의 법칙에 대한 지식 없이는 미래 장치의 회로를 구성하는 전기 회로의 계산이 완전히 불가능합니다.
일반적으로 옴의 법칙과 키르히호프의 법칙은 전기 기술자라기보다는 설계 엔지니어의 "도구"에 가깝다고 말할 수 있습니다.
독일의 물리학자 게오르그 옴(1787-1854)은 균질한 금속 도체(즉, 외부 힘이 작용하지 않는 도체)를 통해 흐르는 전류 강도 I가 도체 끝의 전압 U에 비례한다는 것을 실험적으로 확립했습니다.
나는 = U/R, (1)
여기서 R - .
식 (1)은 다음과 같이 표현된다. 회로 섹션에 대한 옴의 법칙(전류원을 포함하지 않음): 도체의 전류는 인가된 전압에 정비례하고 도체의 저항에 반비례합니다.
EMF가 작동하지 않는 회로 부분. (외부 힘)을 체인의 균질한 부분이라고 부르므로 이 옴의 법칙 공식은 체인의 균질한 부분에 유효합니다.
자세한 내용은 여기를 참조하세요.
이제 유효 EMF가 발생하는 회로의 비균일 섹션을 고려해 보겠습니다. 섹션 1 - 2에서는 이를 Ε12로 표시하고 섹션 끝 부분에 ø1 - ø2로 적용합니다.
전류가 섹션 1-2를 형성하는 고정 도체를 통과하는 경우 전류 캐리어에 수행되는 모든 힘(외부 및 정전기)의 작업 A12는 섹션에서 방출되는 열과 같습니다. 섹션 1-2에서 전하 Q0을 이동할 때 수행되는 힘의 작용:
A12 = Q0E12 + Q0(Φ1 - Φ2) (2)
Q =I 2 Rt = IR(It) = IRQ0 (3)
IR = (Φ1 - Φ2) + E12 (4)
I = (Φ1 - Φ2 + E12) / R (5)
회로의 이 섹션(E12 = 0)에 전류 소스가 없으면 (5)에서 회로의 동종 섹션에 대한 옴의 법칙에 도달합니다.
I = (Φ1 - Φ2)/R = U / R
나는 = E/R,
여기서 E는 회로에 작용하는 EMF이고 R은 전체 회로의 총 저항입니다. 일반적으로 R = r + R1입니다. 여기서 r은 전류원의 내부 저항이고, R1은 외부 회로의 저항입니다. 따라서 폐쇄 회로에 대한 옴의 법칙은 다음과 같습니다.
I = E / (r+R1).
옴의 법칙을 사용한 계산의 예:
