Jak dlouhý je Ohmův zákon?

Existují vzorce a zákony, které se lidé učí ve škole, ale pamatují si je celý život. Obvykle se jedná o jednoduché rovnice, které se skládají ze dvou nebo tří fyzikálních veličin a vysvětlují některé základní věci ve vědě, základ základů. Ohmův zákon je přesně taková věc.

Ohmův zákon: kdo ho vymyslel, definice

Ohmův zákon je základní zákon elektrodynamiky, který vyvozuje vztah mezi klíčovými pojmy elektrického obvodu: proud, napětí a odpor.

Tuto vzájemnou závislost odhalil německý fyzik Georg Simon Ohm v roce 1826. Navzdory skutečnosti, že tento zákon je skutečným přírodním zákonem, jehož přesnost byla později mnohokrát testována a prokázána, zůstalo zveřejnění Ohmova díla v roce 1827 vědeckou komunitou bez povšimnutí. A teprve ve 1830. letech XNUMX. století, kdy francouzský fyzik Poulier dospěl ke stejným závěrům jako Ohm, byla práce německého vědce oceněna.

Stanovení vzorců mezi hlavními parametry elektrického obvodu má pro vědu velký význam. Ostatně umožnila kvantitativně měřit vlastnosti elektrického proudu.

Formulace a základní vzorce

Georg Ohmův zákon je formulován následovně: proud ve vodiči je přímo úměrný napětí ve vodiči a nepřímo úměrný odporu tohoto vodiče.

Vysvětlivky k zákonu:

Čím vyšší je napětí ve vodiči, tím vyšší bude proud v tomto vodiči.
Čím vyšší je odpor vodiče, tím menší proud v něm bude.

Označení hlavních parametrů charakterizujících elektrický obvod je každému známo z hodin fyziky ve škole:

I – síla elektrického proudu;
U je napětí;
R – odpor.

Vysvětlení Ohmova zákona v klasické teorii

Vzorec zákona, známý všem již od školních let, vypadá takto:

Vzorce pro určení (U) se z něj snadno odvodí:

Jednotky pro měření proudu jsou ampéry, napětí jsou volty a odpor se měří v ohmech.

Tento zákon platí pro lineární úsek obvodu, kde je pevný odpor.

Ohmův zákon pro úplný (uzavřený) obvod

Elektrický obvod, kterým prochází elektrický proud, se nazývá uzavřený nebo úplný.

Popis vzorce tohoto zákona pro úplný řetězec vypadá takto:

kde (epsilon) je elektromotorická síla nebo napětí zdroje energie, které nezávisí na vnějším obvodu;

(R) — odpor vnějšího obvodu;

(r) je vnitřní odpor zdroje.

Použití Ohmova zákona v paralelním a sériovém zapojení

V sériovém zapojení jsou prvky obvodu zapojeny jeden po druhém do série. Protože takový elektrický obvod je nerozvětvený, bude síla proudu v každé sekci stejná. Příkladem sériového zapojení jsou žárovky v novoroční girlandě.

Při zapojování prvků do série se hlavní parametry elektrického obvodu vypočítají takto:

Síla proudu podle vzorce:

Kde (I) je celková intenzita proudu v elektrickém obvodu, (I_1) je proudová síla první sekce, (I_2) je proudová síla druhé sekce, (I_3) je proudová síla třetí sekce.

Napětí podle vzorce:

Kde (U) je celkové napětí, (U_1) je napětí první sekce, (U_2) je napětí druhé sekce, (U_3) je napětí třetí sekce.

Odolnost podle vzorce:

Přečtěte si více

Jak zkontrolovat kondenzátor ponorného čerpadla?

Kde (R) je celkový odpor v obvodu, (R_1) je odpor první sekce, (R_2) je odpor druhé sekce, (R_3) je odpor třetí sekce.

Paralelním zapojením prvků do obvodu se získá rozvětvený elektrický obvod. Příkladem takového zapojení je standardní elektrický rozvod v bytě, kdy lze v místnosti zapnout více domácích spotřebičů a stropního osvětlení současně.

Při paralelním připojení prvků se hlavní parametry elektrického obvodu vypočítají takto:

Kde (I) je celkový proud v elektrickém obvodu, (I_1, I_2, I_3) je proudová síla první, druhé a třetí sekce.

Kde (U) je celkové napětí, (U_1, U_2, U_3) je napětí první, druhé a třetí sekce.

Kde (R) je celkový odpor v obvodu, (R_1, R_2, R_3) je odpor prvního, druhého a třetího úseku.

Ohmův zákon pro střídavý a stejnosměrný proud

Pro stejnosměrný obvod budou vztahy mezi hlavními parametry elektrického obvodu, které jsme již uvedli, správné:

Při připojení zdroje střídavého proudu k elektrickému obvodu bude síla elektrického proudu v obvodu určena vzorcem:

kde (Z) je celkový odpor nebo impedance, která se skládá z aktivní ((R)) a reaktivní složky ((X_C) je kapacitní odpor a (X_L) je indukční odpor).

Reaktance obvodu závisí na:

na hodnotách reaktivních prvků,
na frekvenci elektrického proudu;
na tvaru proudu v obvodu.

Ohmův zákon pro homogenní a nehomogenní úseky řetězce

Ohmův zákon pro homogenní úsek elektrického obvodu je klasickým vyjádřením závislosti síly na napětí a odporu:

V tomto případě je hlavní charakteristikou vodiče odpor. Vzhled vodiče určuje, jak vypadá jeho krystalová mřížka a kolik atomů nečistot obsahuje. Chování elektronů, které mohou zrychlovat nebo zpomalovat, závisí na vodiči.

Proto (R) závisí na typu vodiče, přesněji na jeho průřezu, délce a materiálu a je určeno vzorcem:

kde (p) je měrný odpor, (l) je délka vodiče a (S) je jeho plocha průřezu.

Nestejnoměrným úsekem stejnosměrného obvodu rozumíme takovou mezeru v obvodu, na kterou kromě elektrických nábojů působí další síly.

Jak vidíte, zákon objevený Georgem Ohmem je jednoduchý jen na první pohled. Ne každý dokáže přijít na všechny zapeklitosti sám. Pokud narazíte na potíže s učením a obtížně srozumitelná témata, obraťte se na vzdělávací zdroj Phoenix.Help. Kvalifikovaní odborníci vám pomohou dokončit nejsložitější práci včas.