Omo dėsnis davė vokiečių fizikas Georgas Simonas Ohmas . Jis nurodo ryšį tarp srovės, varžos ir įtampos elektros grandinėje. Šį ryšį tarp srovės I, įtampos V ir varžos R 1827 m. pateikė žinomas vokiečių mokslininkas Georgas Simonas Ohmas. Atlikdamas savo eksperimentą jis nustatė, kad srovės, tekančios per laidininką, ir laidininko varžos sandauga lemia įtampos kritimą. kad laidininkas grandinėje.

Šiame straipsnyje mes išsamiai išnagrinėsime Ohmo dėsnio sąvoką, įskaitant visas toliau pateiktoje turinio lentelėje nurodytas temas.

Omo dėsnio apibrėžimas

Ohmo dėsnis teigia, kad įtampa per laidininką yra tiesiogiai proporcinga per jį tekančiai srovei, jei visos fizinės sąlygos ir temperatūra išlieka pastovios.

Vadinasi, pagal Ohmo dėsnį, srovė, tekanti per laidininką, yra tiesiogiai proporcinga įtampai grandinėje, t.y. V∝ I. Taigi, kadangi Ohmo dėsnis numato pagrindinį ryšį tarp įtampos ir srovės per laidininką, jis laikomas pagrindiniu dėsniu, padedančiu susidoroti su elektros grandine. Omo dėsnis teigia, kad srovė atitinka tiesinį ryšį su įtampa.

Omo dėsnio paaiškinimas

Omo dėsnis yra vienas iš pagrindinių elektrostatikos dėsnių, teigiančių, kad bet kurio laidininko įtampa yra tiesiogiai proporcinga tame laidininke tekančiai srovei. Šią sąlygą galime apibrėžti kaip

V∝ I

Pašalinus proporcingumo ženklą,

V = RI

kur R yra proporcingumo konstanta ir vadinama medžiagos varža. Medžiagos atsparumas apskaičiuojamas taip:

R = V/I

Atsparumas matuojamas omų. Jis žymimas simboliu Ω.

Omo dėsnio formulė

Esant sąlygai, kad visi fiziniai parametrai ir temperatūros išlieka pastovūs, Ohmo dėsnis teigia, kad laidininko įtampa yra tiesiogiai proporcinga per jį tekančiai srovei.

Ohmo dėsnis yra toks:

V∝ I

ARBA

V = I × R

kur,

• R yra proporcingumo konstanta, žinoma kaip Atsparumas,
• IN yra taikoma įtampa ir
• aš yra srovė, tekanti elektros grandine.

Aukščiau pateiktą formulę galima pertvarkyti, kad būtų galima apskaičiuoti srovę ir varžą taip:

Pagal Ohmo dėsnį srovė, tekanti per laidininką, yra

I = V / R

Panašiai pasipriešinimas gali būti apibrėžtas kaip

R = V / I

Omo dėsnio grafikas

Omo dėsnis galioja, kai fizinės sąlygos, tokios kaip temperatūra ir kitos, yra pastovios. Taip yra dėl to, kad srovė, tekanti per grandinę, kinta keičiantis temperatūrai. Todėl tokiais atvejais, kai veikia fiziniai veiksniai, tokie kaip temperatūra, Omo dėsnis pažeidžiamas. Pavyzdžiui, lemputės atveju, kai temperatūra pakyla, kai pakyla per ją tekanti srovė. Čia Ohmo dėsnis nesilaiko.

Ominės grandinės grafikas aptariamas toliau pateiktame paveikslėlyje,

Omo įstatymo grafikas

Omo įstatymo vienetas

Yra trys fiziniai dydžiai, susiję su Ohmo įstatymu, įskaitant:

• Dabartinė
• Įtampa
• Atsparumas

Toliau pateiktoje lentelėje rodomi įvairūs naudojami simboliai ir jų vienetai.

Omo dėsnio lygtys

Omo dėsnis pateikia tris lygtis, kurios yra:

• V = I × R
• I = V / R
• R = V / I

kur,

• IN yra įtampa,
• aš yra srovė ir
• R yra pasipriešinimas.

Įtampos, srovės ir varžos ryšys: Omo dėsnis

Santykį tarp įtampos, srovės ir varžos galima lengvai ištirti naudojant formulę,

V = IR

kur,

• IN yra įtampa,
• aš yra pasipriešinimas ir
• R yra pasipriešinimas.

Šią formulę galime ištirti naudodami toliau pateiktą lentelę,

Omo dėsnio trikampis

Omo dėsnio trikampis yra vaizdinis vaizdas, skirtas suprasti ir išmokti Omo dėsnio ryšį tarp įtampos, srovės ir varžos. Šis įrankis padeda inžinieriams prisiminti trijų pagrindinių aspektų: srovės (I), įtampos (V) ir varžos (R) santykio tvarką.

Omo įstatymo trikampis

java programos ciklas

Vektorinė Ohmo dėsnio forma

Ryšys tarp srovės ir įtampos nustatomas pagal Ohmo dėsnį, o jo vektorinė forma yra

kur,

• yra srovės tankio vektorius,
• yra elektrinio lauko vektorius ir
• p yra medžiagos laidumas.

Atsparumas

Kliūtis, su kuria susiduria elektronai judėdami bet kurioje medžiagoje, vadinama medžiagos varža.

Tegul rezistoriaus, kurio ilgis yra „l“ ir „A“ skerspjūvio plotas, varža yra R. Tada žinome,

Varža yra tiesiogiai proporcinga rezistoriaus ilgiui, ty R ∝ l, . . .(1)

Varža yra atvirkščiai proporcinga rezistoriaus skerspjūvio plotui, ty R ∝ 1/A . . .(2)

derinant ekv. (1) ir (2) lygtis

R = ρl / A

Kur r yra proporcingumo konstanta, vadinama varžos arba varžos koeficientu.

Dabar, jei L = 1 m ir A = 1 m², aukščiau pateiktoje formulėje gauname,

R = ρ

Tai reiškia 1 m ilgio rezistoriui ir 1 m skerspjūvio plotui²varža vadinama medžiagos varža.

Eksperimentinis Ohmo dėsnio patikrinimas

Omo dėsnio patikrinimas pasiekiamas atlikus šį eksperimentą.

Reikalinga aparatūra

Aparatas, reikalingas eksperimentui atlikti Omo dėsnio patikrinimui, yra:

• Rezistorius
• Ampermetras
• Voltmetras
• Baterija
• Kištuko raktas
• Reostatas

Grandinės schema

Eksperimentinio Ohmo dėsnio patikrinimo grandinės schema pateikta toliau pateiktoje diagramoje,

Omo įstatymo grandinės schema

Procedūra

Eksperimentinio Ohmo dėsnio patikrinimo procedūra paminėta toliau:

• Raktas K iš pradžių uždaromas, o reostatas sureguliuojamas taip, kad rodmenys ampermetru A ir voltmetru V būtų minimalūs.
• Tada reguliuojant reostatą grandinėje didinama srovė ir registruojama srovė esant įvairioms reostato reikšmėms bei atitinkama jų įtampa.
• Dabar apskaičiuokite skirtingas įtampos (V) ir srovės (I) vertes, tada apskaičiuokite V/I santykį.
• Apskaičiavę visus V/I santykius skirtingoms įtampos ir srovės reikšmėms, pastebime, kad vertė yra beveik pastovi.
• Dabar braižydami srovės ir potencialų skirtumo grafiką gauname tiesią liniją. Tai rodo, kad srovė yra tiesiogiai proporcinga potencialų skirtumui, o jos nuolydis yra laido varža.

Ohmo įstatymo skritulinė diagrama

Norėdami geriau suprasti ryšį tarp įvairių parametrų, galime paimti visas lygtis, naudojamas įtampai, srovei, varžai ir galiai rasti, ir sutrumpinti jas į paprastą Ohmo įstatymo skritulinę diagramą, kaip parodyta toliau:

Ohmo įstatymo skritulinė diagrama

Omo dėsnio matricos lentelė

Kaip ir aukščiau parodyta Ohmo dėsnio skritulinė diagrama, atskiras Ohmo dėsnio lygtis galime kondensuoti į paprastą matricos lentelę, kaip parodyta toliau, kad būtų lengviau jas gauti skaičiuojant nežinomą reikšmę.

Omo įstatymo matricos lentelė

Omo dėsnio taikymas

Kai žinomi kiti du skaičiai, tiesinės elektros grandinės įtampai, srovei, impedansui arba varžai nustatyti gali būti naudojamas Ohmo įstatymas.

Pagrindinės Ohmo dėsnio taikymo sritys:

• Tai taip pat supaprastina galios skaičiavimus.
• Norint išlaikyti norimą įtampos kritimą tarp elektrinių komponentų, naudojamas Ohmo įstatymas.
• Turi būti nustatyta elektros grandinės įtampa, varža arba srovė.
• Ohmo dėsnis taip pat naudojamas nukreipti srovę nuolatinės srovės ampermetruose ir kituose nuolatinės srovės šuntuose.

Kaip nustatyti srovės ir įtampos ryšį?

Santykis V ⁄ I išlieka pastovus tam tikrai varžai nustatant srovės ir įtampos ryšį, todėl potencialų skirtumo (V) ir srovės (I) grafikas turi būti tiesi.

Kaip galime atrasti nežinomas pasipriešinimo vertes?

Nuolatinis santykis lemia nežinomas varžos vertes. Vienodo skerspjūvio laido varža priklauso nuo ilgio (L) ir skerspjūvio ploto (A). Tai taip pat priklauso nuo laidininko temperatūros.

Atsparumas tam tikroje temperatūroje,

R = ρ L⁄ A

kur,
r yra savitoji varža arba savitoji varža ir yra vielos medžiagos charakteristika.

Vielos medžiagos savitoji varža arba savitoji varža yra

ρ = R A⁄ L

Elektros galios apskaičiavimas pagal Omo dėsnį

Elektros galią apibrėžiame kaip galią, reikalingą elektros krūviams įvairiems darbams atlikti. Elektros energijos suvartojimo greitis vadinamas elektros energija. Elektros galios matavimo vienetas yra vatas. Naudodami Ohmo dėsnį galime lengvai nustatyti elektros grandinės galią. Elektros galios apskaičiavimo formulė yra tokia:

P = VI

kur,

P yra grandinės galia, V yra įtampa visoje grandinėje, o I yra srovė, einanti per grandinę.

Mes žinome, kad naudojant Ohmo dėsnį,

V = IR

Naudodami galios formulę gauname,

P = V²/R

P = I²R

Ohmo įstatymo apribojimai

Įvairūs Ohmo įstatymo apribojimai yra:

• Omo dėsnis netaikomas vienašaliams tinklams. Vienašaliuose tinkluose srovė gali tekėti tik viena kryptimi. Tokiuose tinkluose naudojami diodai, tranzistoriai ir kiti elektroniniai komponentai.
• Netiesiniams komponentams Ohmo įstatymas taip pat netaikomas. Netiesinių komponentų srovė nėra proporcinga naudojamai įtampai, o tai reiškia, kad tų elementų varžos vertė skiriasi priklausomai nuo įtampos ir srovės. Tiristorius yra netiesinio elemento pavyzdys.

Omo dėsnio analogijos

Anksčiau buvo pateiktos įvairios analogijos, paaiškinančios Ohmo dėsnį, kai kurios dažniausiai pasitaikančios analogijos yra šios:

• Vandens vamzdžių analogija
• Temperatūros analogija

Išsamiai aptarkime šias analogijas.

Vandens vamzdžio analogija Ohmo dėsniui

Mes žinome, kad srovė, einanti per bet kurią grandinę, priklauso nuo naudojamos įtampos ir grandinės varžos. Bet mes matome srovę, tekančią per grandinę, norėdami geriau ją suprasti, naudojame vandens vamzdžio analogiją, kurioje tekantis vanduo atspindi srovę, ir mes galime suprasti Ohmo dėsnį naudodami šią koncepciją.

Vamzdžiais tekantis vanduo yra panašus į srovę, tekančią elektros grandine. Žinome, kad elektros grandinėje reikalinga įtampa, kad srovė grandinėje judėtų tokiu pačiu būdu. Slėgis vandens vamzdžių sistemoje leidžia vandeniui lengvai tekėti sistemoje.

Padidinus slėgį, vamzdžiu teka daugiau vandens, kuris panašus į Ohmo dėsnį, kuris teigia, kad padidėjus įtampai, elektros grandine teka daugiau srovės.

kaip nustatyti monitoriaus dydį

Temperatūros analogija

Panašiai temperatūros grandinę taip pat galima palyginti su ominiu laidininku. Čia temperatūros gradientas veikia panašiai kaip įtampa, o šilumos srautas veikia panašiai kaip srovė.

Skaityti daugiau,

• Atsparumas
• Atsparumą įtakojantys veiksniai
• Savęs induktyvumas

Išsprendė Ohmo dėsnio pavyzdžius

1 pavyzdys: Raskite elektros grandinės varžą, kai tiekiama 15 V įtampa ir 3 mA srovė.

Sprendimas:

Duota:

V = 15 V,

I = 3 mA = 0,003 A

Elektros grandinės varža pateikiama taip:

⇒ R = V / I

⇒ R = 15 V / 0,003 A
⇒ R = 5000 Ω
⇒ R = 5 kΩ

Vadinasi, elektros grandinės varža yra 5 kΩ .

2 pavyzdys: Jei elektrinio lygintuvo varža yra 10 Ω, o per varžą teka 6 A srovė. Raskite įtampą tarp dviejų taškų.

Sprendimas:

Duota:

I = 6 A, R = 10 Ω

Įtampos apskaičiavimo formulė pateikiama taip:

V = I × R

⇒ V = 6 A × 10 Ω
⇒ V = 60 V

Vadinasi, įtampa tarp dviejų taškų yra 60 V .

3 pavyzdys: Raskite srovę, einantį per laidininką, traukiantį 20 voltų, kai jo vartojama galia yra 60 vatų.

Sprendimas:

Pagal Ohmo P = VI

Pateikta P = 60 vatų, V = 20 voltų

⇒ I = P/V
⇒ I = 60/20
⇒ I = 3 A

Vadinasi, srovė, tekanti per laidininką, yra 3 A

4 pavyzdys: 6 V akumuliatorius prijungtas prie 4 Ω varžos lemputės. Raskite srovę, praeinančią per lemputę, ir grandinės galią.

Sprendimas:

Atsižvelgiant į
V=6V
R = 4 Ω

Mes tai žinome,

V = IR (Omo dėsnis)

⇒ 6 = 4R

⇒ I = 6 ÷ 4 = 1,5 A

⇒ I = 1,5 A

Taigi, per lemputę teka 1,5 A srovė

Dėl grandinės galios

P = VI

⇒ P = (6) (1,5)

⇒ P = 9 vatai

Taigi grandinės galia yra 9 vatai.

DUK apie Ohmo dėsnį

1 klausimas: kas yra Ohmo įstatymas?

Atsakymas:

Pagal Ohmo dėsnį srovė, einanti per laidininką, yra tiesiogiai proporcinga potencialų skirtumui laidininko gale, jei temperatūra ir kitos fizinės sąlygos nesikeičia.

2 klausimas: kas atrado Omo dėsnį?

Atsakymas:

Vokiečių fizikas Georgas Simonas Ohmas pirmasis paaiškino Ohmo dėsnį. Jis teigė, kad srovė, einanti per laidininką, yra tiesiogiai proporcinga taikomai įtampai.

3 klausimas: ar Omo dėsnis taikomas visuotinai?

Atsakymas:

Omo dėsnis nėra universalus, nes jis netaikomas visoms elektros grandinėms.

• Grandinės, kurios paklūsta Ohmo dėsniui, vadinamos ominėmis grandinėmis
• Grandinės, kurios nepaklūsta Ohmo dėsniui, vadinamos neominėmis grandinėmis

4 klausimas: kada buvo atrastas Ohmo įstatymas?

Atsakymas:

Omo dėsnį pirmą kartą išdėstė Georgas Simonas Ohmas savo knygoje „The Galvanic Chain, Mathematically Edited“ 1827 m.

5 klausimas: koks yra pasipriešinimo vienetas?

Atsakymas:

SI varžos vienetas yra Ohm. Jis žymimas Ω.

visų didžiųjų raidžių spartusis klavišas Excel

6 klausimas: kokia yra pasipriešinimo matmenų formulė?

Atsakymas:

Atsparumo matmenų formulė yra [M¹L²T^-3aš^-2]

7 klausimas: Kodėl Omo dėsnis netaikomas puslaidininkiams?

Atsakymas:

Puslaidininkiniai įtaisai yra netiesinio pobūdžio, todėl Ohmo dėsnis jiems netaikomas. Tai rodo, kad įtampos ir srovės santykis nepasilieka pastovus, kai įtampa kinta.

8 klausimas: kada Omo dėsnis sugenda?

Atsakymas:

Puslaidininkių ir vienašalių įrenginių, tokių kaip diodai, elgesys apibrėžia Ohmo dėsnį. Jei fiziniai veiksniai, tokie kaip temperatūra ir slėgis, nėra pastovūs, Ohmo dėsnis gali nesuteikti numatyto poveikio.