Elektrik mühendisliğinin en önemli yasası — Ohm yasası
Ohm Yasası
Alman fizikçi Georg Ohm (1787-1854) deneysel olarak, düzgün bir metal iletkenden (yani dış kuvvetlerin etki etmediği bir iletken) akan I akımının gücünün, iletkenin uçlarındaki gerilim U ile orantılı olduğunu deneysel olarak saptadı:
ben = U / R, (1)
nerede R — iletkenin elektrik direnci.
Denklem (1), devrenin bir bölümü (akım kaynağı içermeyen) için Ohm Yasasını ifade eder: Bir iletkendeki akım, uygulanan voltajla doğru orantılıdır ve iletkenin direnciyle ters orantılıdır.
Devrenin emf'in hareket etmediği bölümü. (dış kuvvetler) devrenin homojen bir bölümü olarak adlandırılır, bu nedenle Ohm yasasının bu formülasyonu devrenin homojen bir bölümü için geçerlidir.
Daha fazla ayrıntı için buraya bakın: Devrenin bir bölümü için Ohm yasası
Şimdi devrenin homojen olmayan bir bölümünü ele alacağız, burada bölüm 1 - 2'nin etkin EMF'si Ε12 ile gösterilir ve bölümün uçlarına uygulanır. potansiyel fark — φ1 — φ2'ye kadar.
Akım, bölüm 1-2'yi oluşturan sabit iletkenlerden akıyorsa, akım taşıyıcıları üzerinde yapılan tüm kuvvetlerin (dış ve elektrostatik) yaptığı A12 işi enerjinin korunumu ve dönüşümü yasası alanda açığa çıkan ısıya eşittir. Q0 yükü 1 - 2 bölümünde hareket ettiğinde gerçekleştirilen kuvvetlerin çalışması:
A12 = Q0E12 + Q0 (φ1 — φ2) (2)
E.m.s. E12 de amperaj I bir skaler niceliktir. Dış kuvvetlerin yaptığı işin işaretine göre artı ya da eksi işaretiyle alınmalıdır. eğer ed. pozitif yüklerin seçilen yönde (1-2 yönünde) hareketini teşvik eder, ardından E12> 0. Eğer birimler. pozitif yüklerin o yönde hareket etmesini engeller, ardından E12 <0.
t süresi boyunca iletkende ısı açığa çıkar:
Q = Az2Rt = IR (It) = IRQ0 (3)
(2) ve (3) formüllerinden şunu elde ederiz:
IR = (φ1 — φ2) + E12 (4)
Nerede
ben = (φ1 — φ2 + E12) / R (5)
İfade (4) veya (5), genelleştirilmiş Ohm yasası olan integral formdaki bir devrenin homojen olmayan bir kesiti için Ohm Yasasıdır.
Devrenin belirli bir bölümünde akım kaynağı yoksa (E12 = 0), o zaman (5)'ten devrenin homojen bir bölümü için Ohm yasasına varırız.
ben = (φ1 — φ2) / R = U / R
Eğer elektrik devresi kapalıysa seçilen 1 ve 2 noktaları çakışır, φ1 = φ2; sonra (5)'ten kapalı devre için Ohm Yasasını elde ederiz:
ben = E / R,
burada E, devrede etkili olan emf, R tüm devrenin toplam direncidir. Genel olarak, R = r + R1, burada r, akım kaynağının iç direncidir, R1, dış devrenin direncidir.Bu nedenle, Ohm'un kapalı devre yasası şöyle görünecektir:
ben = E / (r + R1).
Devre açıksa, içinde akım yoktur (I = 0), o zaman Ohm yasasından (4) şunu elde ederiz (φ1 — φ2) = E12, yani. Açık bir devrede etki eden emf, uçları arasındaki potansiyel farka eşittir. Bu nedenle, bir akım kaynağının emf'sini bulmak için açık devre terminalleri arasındaki potansiyel farkı ölçmek gerekir.
Ohm Yasası hesaplamalarına örnekler:
Ohm yasasına göre akımın hesaplanması
Ohm Yasası Direncinin Hesaplanması
Gerilim düşümü
Ayrıca bakınız:
Potansiyel fark, elektromotor kuvvet ve voltaj üzerine
Sıvı ve gazlarda elektrik akımı
Manyetizma ve Elektromanyetizma
Manyetik alan, solenoidler ve elektromıknatıslar hakkında
Kendi kendine indüksiyon ve karşılıklı indüksiyon
Elektrik alanı, elektrostatik indüksiyon, kapasitans ve kapasitörler