Undang-undang paling penting dalam kejuruteraan elektrik — undang-undang Ohm
Hukum Ohm
Ahli fizik Jerman Georg Ohm (1787 -1854) secara eksperimen menetapkan bahawa kekuatan arus I yang mengalir melalui konduktor logam seragam (iaitu konduktor di mana daya luar tidak bertindak) adalah berkadar dengan voltan U di hujung konduktor:
I = U / R, (1)
di mana R - rintangan elektrik konduktor.
Persamaan (1) menyatakan Hukum Ohm untuk bahagian litar (tidak mengandungi sumber arus): Arus dalam konduktor adalah berkadar terus dengan voltan yang dikenakan dan berkadar songsang dengan rintangan konduktor.
Bahagian litar di mana emf tidak bertindak. (daya luar) dipanggil bahagian homogen litar, oleh itu perumusan hukum Ohm ini sah untuk bahagian homogen litar.
Lihat di sini untuk butiran lanjut: Hukum Ohm untuk keratan litar
Sekarang kita akan mempertimbangkan bahagian litar yang tidak homogen, di mana EMF berkesan bahagian 1 — 2 dilambangkan dengan Ε12 dan digunakan pada hujung bahagian perbezaan potensi — melalui φ1 — φ2.
Jika arus mengalir melalui konduktor tetap yang membentuk seksyen 1-2, maka kerja A12 semua daya (luaran dan elektrostatik) yang dilakukan pada pembawa arus ialah undang-undang pemuliharaan dan perubahan tenaga sama dengan haba yang dibebaskan di kawasan itu. Kerja daya yang dilakukan apabila cas Q0 bergerak dalam bahagian 1 — 2:
A12 = Q0E12 + Q0 (φ1 — φ2) (2)
E.m.s. E12 juga amperage I ialah kuantiti skalar. Ia mesti diambil dengan sama ada tanda positif atau negatif, bergantung pada tanda kerja yang dilakukan oleh kuasa luar. Jika e.d. menggalakkan pergerakan cas positif dalam arah yang dipilih (dalam arah 1-2), kemudian E12> 0. Jika unit. menghalang cas positif daripada bergerak ke arah itu, kemudian E12 <0.
Semasa masa t, haba dibebaskan dalam konduktor:
Q = Az2Rt = IR (It) = IRQ0 (3)
Daripada formula (2) dan (3) kita dapat:
IR = (φ1 — φ2) + E12 (4)
di mana
I = (φ1 — φ2 + E12) / R (5)
Ungkapan (4) atau (5) ialah Hukum Ohm untuk keratan rentas tak homogen bagi litar dalam bentuk kamiran, yang merupakan hukum Ohm umum.
Jika tiada sumber arus dalam bahagian tertentu litar (E12 = 0), maka dari (5) kita sampai pada hukum Ohm untuk bahagian homogen litar
I = (φ1 — φ2) / R = U / R
Jika litar elektrik ditutup, maka titik 1 dan 2 yang dipilih bertepatan, φ1 = φ2; maka daripada (5) kita memperoleh Hukum Ohm untuk litar tertutup:
I = E / R,
di mana E ialah emf yang bertindak dalam litar, R ialah jumlah rintangan keseluruhan litar. Secara amnya, R = r + R1, di mana r ialah rintangan dalaman sumber arus, R1 ialah rintangan litar luaran.Oleh itu, hukum Ohm untuk litar tertutup akan kelihatan seperti ini:
I = E / (r + R1).
Jika litar terbuka, tiada arus di dalamnya (I = 0), maka dari hukum Ohm (4) kita dapati bahawa (φ1 — φ2) = E12, i.e. emf yang bertindak dalam litar terbuka adalah sama dengan beza keupayaan merentasi hujungnya. Oleh itu, untuk mencari emf bagi sumber semasa, adalah perlu untuk mengukur beza potensi merentasi terminal litar terbukanya.
Contoh pengiraan Hukum Ohm:
Pengiraan arus mengikut hukum Ohm
Mengira Rintangan Hukum Ohm
Kejatuhan voltan
Lihat juga:
Mengenai beza keupayaan, daya gerak elektrik dan voltan
Arus elektrik dalam cecair dan gas
Kemagnetan dan Keelektromagnetan
Mengenai medan magnet, solenoid dan elektromagnet
Induksi kendiri dan induksi bersama
Medan elektrik, aruhan elektrostatik, kemuatan dan kapasitor
Apakah itu arus ulang alik dan bagaimana ia berbeza daripada arus terus