전기공학의 가장 중요한 법칙 - 옴의 법칙
옴의 법칙
독일 물리학자 Georg Ohm(1787 -1854)은 균일한 금속 도체(즉, 외력이 작용하지 않는 도체)를 통해 흐르는 전류 I의 강도가 도체 끝의 전압 U에 비례한다는 것을 실험적으로 확립했습니다.
나는 = U / R, (1)
여기서 R — 지휘자의 전기 저항.
방정식 (1)은 회로 섹션(전류 소스를 포함하지 않음)에 대한 옴의 법칙을 나타냅니다. 도체의 전류는 인가된 전압에 정비례하고 도체의 저항에 반비례합니다.
EMF가 작동하지 않는 회로 부분. (외력)은 회로의 균일한 부분이라고 부르므로 이 옴의 법칙 공식은 회로의 균일한 부분에 유효합니다.
자세한 내용은 여기를 참조하십시오. 회로의 단면에 대한 옴의 법칙
이제 섹션 1-2의 유효 EMF가 Ε12로 표시되고 섹션 끝에 적용되는 회로의 비균질 섹션을 고려할 것입니다. 전위차 - φ1 ~ φ2까지.
전류가 섹션 1-2를 형성하는 고정 도체를 통해 흐르면 전류 캐리어에 가해지는 모든 힘(외부 및 정전기)의 작업 A12는 다음과 같습니다. 에너지 보존과 변환의 법칙 해당 지역에서 방출되는 열과 동일합니다. 전하 Q0이 섹션 1 - 2에서 이동할 때 수행되는 힘의 작업:
A12 = Q0E12 + Q0(φ1 — φ2) (2)
E.m.s. E12도 마찬가지 암페어 나는 스칼라 수량입니다. 외부 힘에 의해 수행된 작업의 기호에 따라 양수 또는 음수 기호로 가져와야 합니다. e.d. 선택한 방향(방향 1-2)으로 양전하의 이동을 촉진한 다음 E12> 0. 단위인 경우. 양전하가 해당 방향으로 이동하는 것을 방지하면 E12 <0입니다.
시간 t 동안 도체에서 열이 방출됩니다.
Q = Az2Rt = IR(그것) = IRQ0(3)
공식 (2)와 (3)에서 우리는 다음을 얻습니다.
IR = (φ1 — φ2) + E12 (4)
어디
I = (φ1 - φ2 + E12) / R(5)
식 (4) 또는 (5)는 적분 형태의 회로의 불균일 단면에 대한 옴의 법칙이며 일반화된 옴의 법칙입니다.
회로의 특정 섹션에 전류 소스가 없으면(E12 = 0), (5)에서 회로의 동종 섹션에 대한 옴의 법칙에 도달합니다.
I = (φ1 — φ2) / R = U / R
만약에 전기 회로 가 닫히면 선택한 점 1과 2가 일치합니다. φ1 = φ2; 그런 다음 (5)에서 폐회로에 대한 옴의 법칙을 얻습니다.
나는 = E / R,
여기서 E는 회로에서 작용하는 기전력이고 R은 전체 회로의 총 저항입니다. 일반적으로 R = r + R1, 여기서 r은 전류 소스의 내부 저항이고 R1은 외부 회로의 저항입니다.따라서 폐회로에 대한 옴의 법칙은 다음과 같습니다.
나는 = E / (r + R1).
회로가 열려 있으면 전류가 흐르지 않습니다(I = 0). 그런 다음 옴의 법칙(4)에서 (φ1 — φ2) = E12를 얻습니다. 개방 회로에서 작용하는 emf는 양단의 전위차와 같습니다. 따라서 전류 소스의 emf를 찾으려면 개방 회로 단자의 전위차를 측정해야 합니다.
옴의 법칙 계산의 예:
옴의 법칙에 따른 전류 계산
옴의 법칙 저항 계산
전력 감소
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