완전한 사슬과 사슬의 한 부분에 대한 옴의 법칙: 공식 옵션, 설명 및 설명

폐쇄 회로용

폐쇄 회로는 전류가 순환하는 폐쇄된 전기 연결을 의미합니다. 일련의 전선이 서로 연결되어 회로를 완성하여 원의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 내가 달리면 닫힌 회로가 됩니다.

EMF(E) - 볼트로 표시 및 측정되며 시간에 따라 변하는 자기장이 전류를 유도한다는 패러데이의 법칙에 따라 배터리 또는 자기력에 의해 생성된 전압을 나타냅니다.

그런 다음: E = IR + Ir

E \u003d 나 (R + r)

나는 \u003d E / (R + r)

여기서: r은 전류 소스의 저항입니다.

이 표현은 옴의 폐쇄 루프 회로의 법칙으로 알려져 있습니다.

이기종 체인

별도의 섹션 및 완전한 전기 회로

섹션 또는 전체 회로에 적용되는 옴의 법칙은 두 가지 계산 옵션으로 고려할 수 있습니다.

• 짧은 섹션을 분리합니다. EMF 소스가 없는 회로의 일부입니다.
• 하나 이상의 섹션으로 구성된 완전한 체인입니다. 여기에는 자체 내부 저항이 있는 EMF 소스도 포함됩니다.

전기 회로의 현재 섹션 계산

이 경우 기본 공식 I \u003d U / R이 적용되며, 여기서 I는 전류 강도, U는 전압, R은 저항입니다. 그것에 따르면 옴의 법칙에 대해 일반적으로 받아 들여지는 해석을 공식화할 수 있습니다.

이 공식은 그래픽 디자인에서 소위 "카모마일"에 제시된 많은 다른 공식의 기초입니다. 섹터 P-전력이 결정되고 섹터 I, U 및 R-전류 강도, 전압 및 저항과 관련된 작업이 수행됩니다.

기본 및 추가 표현식을 모두 사용하면 회로에서 사용하기 위한 요소의 정확한 매개변수를 계산할 수 있습니다.

전기 회로 작업을 하는 전문가는 그림에 표시된 삼각형 방법을 사용하여 매개변수를 빠르게 결정합니다.

계산은 섹션의 요소를 연결하는 도체의 저항을 고려해야합니다. 다른 재료로 만들어졌기 때문에 이 매개변수는 경우에 따라 다릅니다.완전한 회로를 형성해야 하는 경우 주 공식은 배터리와 같은 전압원의 매개변수로 보완됩니다.

전체 체인에 대한 계산 옵션

완전한 회로는 전압 소스(EMF)와 함께 단일 전체로 결합된 개별 섹션으로 구성됩니다. 따라서 섹션의 기존 저항은 연결된 소스의 내부 저항으로 보완됩니다. 따라서 앞에서 논의한 주요 해석은 다음과 같습니다. I = U / (R + r). 여기에 EMF 소스의 저항 표시기(r)가 이미 추가되었습니다.

순수한 물리학의 관점에서 이 지표는 매우 작은 값으로 간주됩니다. 그러나 실제로 복잡한 회로 및 회로를 계산할 때 추가 저항이 작업 정확도에 영향을 미치기 때문에 전문가는이를 고려해야합니다. 또한 각 소스의 구조가 매우 이질적이어서 경우에 따라 저항이 상당히 높은 비율로 표현될 수 있습니다.

위의 계산은 DC 회로와 관련하여 수행됩니다. 교류를 사용한 작업 및 계산은 다른 방식에 따라 수행됩니다.

변수에 대한 법칙의 영향

교류의 경우 회로의 저항은 능동 저항과 무효 저항 부하로 구성된 소위 임피던스가 됩니다. 이는 유도 특성과 정현파 전류 값을 가진 요소가 있기 때문입니다. 전압 또한 자체 스위칭 법칙에 따라 작용하는 가변적입니다.

따라서 옴의 법칙 AC 회로 설계는 특정 효과를 고려하여 계산됩니다. 즉, 전압에서 발생하는 전류의 크기와 유효 전력 및 무효 전력의 존재 여부와 같은 특정 효과를 고려하여 계산됩니다.차례로, 리액턴스에는 유도성 또는 용량성 구성 요소가 포함됩니다.

이 모든 현상은 Z \u003d U / I 또는 Z \u003d R + J * (XL - XC) 공식에 해당하며, 여기서 Z는 임피던스입니다. R - 활성 부하; XL, XC - 유도성 및 용량성 부하; J는 보정 계수입니다.

완전한 회로의 EMF 소스

폐쇄 회로에서 전류가 발생하려면이 회로에는 극 사이에서 전하를 전달하는 작업이 발생하는 적어도 하나의 특수 요소가 포함되어야합니다. 이 요소 내에서 전하를 운반하는 힘은 전기장에 대해 그렇게 하며, 이는 그 성질이 전기와 달라야 함을 의미합니다. 따라서 이러한 세력을 제3자라고 합니다.

쌀. 1. 물리학의 외력.

전기장의 작용에 대해 전하를 전달하기 위해 외력이 작용하는 전기 회로의 요소를 전류원이라고 합니다. 주요 특징은 외부 힘의 크기입니다. 이를 특성화하기 위해 특수 측정값인 기전력(EMF)이 도입되었으며 문자 $\mathscr{E}$로 표시됩니다.

전류 소스의 EMF 값은이 전하 값에 대한 전하 이동에 대한 외력의 비율과 같습니다.

$$\mathscr{E}={A_{st}\over q}$$

EMF의 의미는 전압의 의미에 매우 가깝기 때문에(전압은 전하를 이 전하의 값으로 운반하는 전기장이 수행한 작업의 비율임) 전압과 마찬가지로 EMF는 다음에서 측정됩니다. 볼트:

$$1B={J\overCl}$$

실제 전류 소스의 두 번째로 중요한 전기적 특성은 내부 저항입니다.전하가 단자 사이에 전송되면 EMF 소스의 물질과 상호 작용하므로 전류 소스에도 약간의 저항이 나타납니다. 내부 저항은 일반 저항과 마찬가지로 옴 단위로 측정되지만 소문자 $r$로 표시됩니다.

쌀. 2. 전류 소스의 예.

R - 전기 저항

저항은 전압의 역수이며 흐르는 물의 움직임에 대해 몸을 움직이는 효과와 비교할 수 있습니다. R의 단위는 Om이며 그리스 대문자 오메가로 표시됩니다.

저항(1/R)의 역수는 전도도라고 하며, 이는 Siemens 단위로 표시되는 전하를 전도하는 물체의 능력을 측정합니다.

사용된 기하학적으로 독립적인 양을 저항률이라고 하며 일반적으로 그리스 기호 r로 표시됩니다.

추가 정보. 옴의 법칙은 전력 계산을 단순화하는 전기 네트워크 작동의 세 가지 중요한 지표를 설정하는 데 도움이 됩니다. 다이오드, 트랜지스터 등과 같은 요소가 있는 단방향 네트워크에는 적용되지 않습니다. 또한 사이리스터가 대표적인 비선형 소자에는 적용되지 않습니다. 이러한 소자의 저항값은 주어진 전압과 전류에 따라 변하기 때문입니다.

더 높은 주파수에서는 분산된 행동이 지배적입니다. 매우 긴 전력선에서도 같은 일이 발생합니다. 60Hz의 낮은 주파수에서도 30km와 같은 매우 긴 전송 라인은 분산 특성을 갖습니다.주된 이유는 회로에서 전파되는 효과적인 전기 신호가 전자파에 의해 감염되는 볼트와 암페어가 아닌 전자파이기 때문입니다. 지휘자는 단순히 파도의 안내자 역할을 합니다. 따라서 예를 들어 동축 케이블은 DC 저항이 무시할 수 있는 경우에도 Z = 75옴을 표시합니다.

옴의 법칙은 전기 공학의 기본 법칙입니다. 그것은 모든 전기 회로 및 전자 부품에서 많은 실용적인 응용 프로그램을 가지고 있습니다.

옴의 법칙 적용의 가장 일반적인 예:

1. 전기 히터에 공급되는 전원입니다. 히터 코일의 저항과 인가 전압이 주어지면 해당 히터에 공급되는 전력을 계산할 수 있습니다.
2. 퓨즈 선택. 전자 기기와 직렬로 연결되는 보호 부품입니다. 퓨즈/CB의 정격은 암페어입니다. 현재 퓨즈 정격은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다.
3. 전자 장치의 설계. 랩톱 및 휴대폰과 같은 전자 장치에는 특정 정격 전류의 DC 전원 공급 장치가 필요합니다. 일반적인 휴대폰 배터리에는 0.7-1A가 필요하며 저항을 사용하여 이러한 구성 요소에 흐르는 전류 속도를 제어합니다. 옴의 법칙은 일반적인 회로에서 정격 전류를 계산하는 데 사용됩니다.

한때 옴의 결론은 전기 분야의 새로운 연구를 위한 촉매제가 되었으며 오늘날 현대 전기 공학이 이를 기반으로 하고 있기 때문에 그 중요성을 잃지 않았습니다. 1841년에 옴은 왕립학회의 최고 영예인 코플리 메달을 받았고, 1872년에 이르면 "옴"이라는 용어가 저항의 단위로 인정되었습니다.

DC 회로의 불균일한 부분

이기종 구조에는 도체 및 요소 외에도 전류원이있는 회로 섹션이 있습니다. 이 영역의 총 전류 강도를 계산할 때 EMF를 고려해야 합니다.

이기종 사이트의 주요 매개 변수와 프로세스를 정의하는 공식이 있습니다. q = q0 x n x V. 지표는 다음과 같은 특징이 있습니다.

• 전하(q)를 이동하는 과정에서 특정 밀도를 얻습니다. 성능은 전류 강도와 도체(S)의 단면적에 따라 다릅니다.
• 특정 농도(n)의 조건에서 한 시간 동안 이동한 단위 전하(q0)의 수를 정확하게 나타낼 수 있습니다.
• 계산을 위해 도체는 조건부로 약간의 부피(V)가 있는 원통형 단면으로 간주됩니다.

도체를 배터리에 연결할 때 후자는 잠시 후 방전됩니다. 즉, 전자의 움직임이 점차 느려지고 결국에는 완전히 멈춥니다. 이것은 전도체의 분자 격자에 의해 촉진되며, 이는 전자가 서로 및 다른 요인과 충돌하는 것을 방지합니다. 이러한 저항을 극복하기 위해서는 특정 제3자 세력이 추가로 가해져야 합니다.

계산하는 동안 이러한 힘은 쿨롱 힘에 추가됩니다. 또한 단위 전하 q를 1점에서 2점으로 옮기기 위해서는 A1-2 작업이나 간단히 A12 작업을 수행해야 합니다. 이를 위해 전위차(ϕ1 - ϕ2)가 생성됩니다. 직류 소스의 작용으로 EMF가 발생하여 회로를 따라 전하를 이동시킵니다. 전체 응력의 크기는 위에서 언급한 모든 힘으로 구성됩니다.

DC 공급에 대한 연결의 극성은 계산 시 고려되어야 합니다. 터미널이 변경되면 EMF도 변경되어 전하 이동을 가속화하거나 감속합니다.

요소의 직렬 및 병렬 연결

전기 회로의 요소(회로 부분)의 경우 특성 모멘트는 직렬 또는 병렬 연결입니다.

따라서 각 유형의 연결에는 다른 특성의 전류 흐름 및 전압 공급이 수반됩니다. 이 때문에 옴의 법칙도 요소를 포함하는 옵션에 따라 다양한 방식으로 적용됩니다.

직렬 연결된 저항 요소 체인

직렬 연결(두 구성 요소가 있는 회로 섹션)과 관련하여 다음과 같은 문구가 사용됩니다.

• 나 = 나₁ = 나₂ ;
• 유 = 유₁ + 유₂ ;
• R=R₁ + R₂

이 공식은 직렬로 연결된 저항 구성 요소의 수에 관계없이 회로 섹션에 흐르는 전류가 값을 변경하지 않는다는 것을 분명히 보여줍니다.

회로 섹션의 저항 요소를 서로 직렬로 연결합니다. 이 옵션에는 자체 계산 법칙이 있습니다. 다이어그램에서: I, I1, I2 - 전류 흐름; R1, R2 - 저항 요소; U, U1, U2 - 인가 전압

회로의 활성 저항 구성 요소에 적용되는 전압의 양은 합계이며 EMF 소스의 값에 추가됩니다.

이 경우 각 개별 구성 요소의 전압은 Ux = I * Rx입니다.

총 저항은 회로의 모든 저항 구성 요소 값의 합으로 간주되어야 합니다.

병렬 연결된 저항 요소의 체인

저항 구성 요소의 병렬 연결이 있는 경우 공식은 독일 물리학자 옴의 법칙에 따라 공정한 것으로 간주됩니다.

• 나 = 나₁ + 나₂ … ;
• 유 = 유₁ = 유₂ … ;
• 1/R = 1/R₁ + 1 / R₂ + …

병렬 및 직렬 연결이 사용되는 경우 "혼합" 유형의 회로 섹션을 컴파일하기 위한 옵션이 제외되지 않습니다.

회로 섹션의 저항 요소를 서로 병렬로 연결합니다. 이 옵션에는 자체 계산 법칙이 적용됩니다. 다이어그램에서: I, I1, I2 - 전류 흐름; R1, R2 - 저항 요소; U -인가 전압; A, B - 진입/출구 지점

이러한 옵션의 경우 계산은 일반적으로 병렬 연결의 저항 정격에 대한 초기 계산으로 수행됩니다. 그런 다음 직렬로 연결된 저항의 값이 결과에 추가됩니다.

법의 적분 및 미분 형태

계산과 함께 위의 모든 점은 "균일한"구조의 도체, 즉 전기 회로의 일부로 사용되는 조건에 적용됩니다.

한편, 실제로는 도체의 구조가 다른 영역에서 변경되는 회로도의 구성을 처리해야 하는 경우가 많습니다. 예를 들어, 더 큰 단면의 와이어가 사용되거나 반대로 다른 재료를 기반으로 만들어진 더 작은 와이어가 사용됩니다.

이러한 차이를 고려하기 위해 소위 "미분 적분 옴의 법칙"의 변형이 있습니다. 무한히 작은 도체의 경우 전류 밀도 수준은 강도와 ​​전도도 값에 따라 계산됩니다.

미분 계산에서 공식은 다음과 같습니다. J = ό * E

적분 계산의 경우 각각 공식: I * R = φ1 - φ2 + έ

그러나 이러한 예는 고등 수학 학교에 가깝고 단순한 전기 기술자의 실제 실습에서 실제로 사용되지 않습니다.

전류 및 저항 이해

전류의 개념부터 시작하겠습니다.요컨대, 금속과 관련된 전류는 음전하를 띤 입자인 전자의 방향 이동입니다. 일반적으로 작은 원으로 표시됩니다. 평온한 상태에서 그들은 무작위로 움직이며 끊임없이 방향을 바꿉니다. 특정 조건(전위차의 출현)에서 이러한 입자는 특정 방향으로 특정 움직임을 시작합니다. 이 움직임이 전류입니다.

더 명확하게 하기 위해 우리는 전자를 어떤 비행기에 엎질러진 물과 비교할 수 있습니다. 비행기가 정지해 있는 한 물은 움직이지 않습니다. 그러나 경사가 나타나자마자(전위차가 발생) 물이 움직이기 시작했다. 전자도 마찬가지입니다.

이것이 전류가 상상할 수있는 방법입니다

이제 우리는 저항이 무엇인지, 왜 전류 강도에 대한 피드백이 있는지 이해해야 합니다. 저항이 높을수록 전류가 낮아집니다. 아시다시피 전자는 도체를 통해 이동합니다. 일반적으로 금속은 전기를 전도하는 능력이 좋기 때문에 금속 와이어입니다. 우리는 금속이 촘촘한 결정 격자를 가지고 있다는 것을 알고 있습니다. 밀접하고 상호 연결된 많은 입자입니다. 금속 원자 사이를 오가던 전자가 그들과 충돌하여 움직이기가 어렵습니다. 이것은 도체가 가하는 저항을 설명하는 데 도움이 됩니다. 이제 저항이 높을수록 전류 강도가 낮은 이유가 명확해집니다. 입자가 많을수록 전자가 경로를 극복하기가 더 어려워지고 더 느리게 수행됩니다. 이렇게 정리가 된 것 같습니다.

이 의존성을 경험적으로 테스트하려면 가변 저항기를 찾고 저항기 - 전류계 - 전류 소스(배터리)를 직렬로 연결하십시오.일반 토글 스위치인 회로에 스위치를 삽입하는 것도 바람직합니다.

저항에 대한 전류의 의존성을 테스트하기 위한 회로

저항 손잡이를 돌리면 저항이 바뀝니다. 동시에 현재 강도를 측정하는 전류계의 판독값도 변경됩니다. 또한 저항이 클수록 화살표가 덜 벗어나고 전류가 줄어 듭니다. 저항이 낮을수록 화살표가 더 많이 벗어나고 전류가 커집니다.

저항에 대한 전류의 의존성은 거의 선형, 즉 그래프에 거의 직선으로 반영됩니다. 왜 거의 - 이것은 별도로 논의되어야 하지만 그것은 또 다른 이야기입니다.

교류에 대한 옴의 법칙

AC 회로를 계산할 때 저항 개념 대신 "임피던스" 개념이 도입됩니다. 임피던스는 문자 Z로 표시되며 부하 R의 활성 저항을 포함합니다._ㅏ 및 리액턴스 X(또는 R_{아르 자형}). 이는 사인파 전류(및 다른 형태의 전류)의 모양과 유도성 요소의 매개변수 및 스위칭 법칙 때문입니다.

1. 유도 회로의 전류는 즉시 변할 수 없습니다.
2. 커패시턴스가 있는 회로의 전압은 즉시 변경할 수 없습니다.

따라서 전류가 전압보다 지연되거나 앞서기 시작하고 피상 전력은 능동과 무효로 나뉩니다.

U=I/Z

엑스_엘 그리고 X_씨 부하의 반응성 구성 요소입니다.

이와 관련하여 cosФ 값이 도입되었습니다.

여기 - Q - 교류 및 유도 용량 구성 요소로 인한 무효 전력, P - 유효 전력(능동 구성 요소에서 소산), S - 피상 전력, cosФ - 역률.

공식과 그 표현이 피타고라스 정리와 교차한다는 것을 눈치채셨을 것입니다. 이것은 사실이며 각도 Ф는 부하의 반작용 성분이 얼마나 큰지에 달려 있습니다. 더 클수록 더 커집니다.실제로 이것은 네트워크에 실제로 흐르는 전류가 가정용 계량기가 고려한 것보다 크고 기업이 최대 전력을 지불한다는 사실로 이어집니다.

이 경우 저항은 복잡한 형태로 표시됩니다.

여기서 j는 복잡한 형태의 방정식에 일반적으로 사용되는 허수 단위입니다. 덜 일반적으로 i라고하지만 전기 공학에서는 교류의 실효 값도 표시되므로 혼동하지 않으려면 j를 사용하는 것이 좋습니다.

허수 단위는 √-1입니다. 제곱할 때 이러한 숫자가 없는 것이 논리적이며 결과적으로 "-1"이 음수일 수 있습니다.

옴의 법칙이 발생하면

이상적인 조건을 만드는 것은 쉽지 않습니다. 순수한 도체에서도 전기 저항은 온도에 따라 변합니다. 그것의 감소는 자유 전하의 이동을 단순화하는 결정 격자 분자의 활동을 최소화합니다. 특정 수준의 "동결"에서 초전도 효과가 발생합니다. 가열하면 반대 효과(전도성 열화)가 관찰됩니다.

동시에 전해질, 금속 및 특정 유형의 세라믹은 전류 밀도에 관계없이 전기 저항을 유지합니다. 특정 온도 체제를 유지하면서 매개변수의 안정성을 통해 추가 수정 없이 옴의 법칙 공식을 적용할 수 있습니다.

반도체 재료 및 가스는 다양한 전기 저항을 특징으로 합니다. 이 매개변수는 제어 볼륨의 현재 강도에 크게 영향을 받습니다. 성능 특성을 계산하려면 전문적인 계산 방법을 적용해야 합니다.

교류를 고려하면 계산 방법이 수정됩니다.이 경우 반응성 구성 요소의 존재를 고려해야 합니다. 저항의 저항 특성으로 인해 옴의 법칙의 공식을 기반으로 고려된 계산 기술을 적용할 수 있습니다.

키르히호프의 법칙.

분포
전기 회로의 가지에 흐르는 전류
키르히호프의 제1법칙을 따른다.
단면에 대한 응력 분포
사슬은 Kirchhoff의 두 번째 법칙을 따릅니다.

키르히호프의 법칙
옴의 법칙과 함께 주요
전기 회로 이론에서.

첫번째
키르히호프의 법칙:

대수학
노드의 전류 합은 0입니다.

_나
= 0 (19)

어디에
나
주어진 노드에서 수렴하는 분기의 수입니다.

즉, 합산
가지의 흐름으로 확장되고,
고려되는 수렴
마디.

그림 17. 삽화
키르히호프의 제1법칙으로.

숫자
첫 번째에 따라 컴파일된 방정식
Kirchhoff의 법칙은 다음 공식에 의해 결정됩니다.

눕
= 누
– 1,

어디에
누
는 고려된 체인의 노드 수입니다.

전류의 징후
방정식은 선택한 것을 고려하여 고려됩니다.
긍정적인 방향. 표지판
전류가 같으면 전류도 같다
이와 관련하여 지향
마디.

예를 들어,
그림 17에 표시된 노드의 경우:
우리는 노드에 흐르는 전류에 부호를 할당합니다
"+", 노드에서 흐르는 전류 - 기호
«-».

그런 다음 방정식
Kirchhoff의 첫 번째 법칙에 따라 다음과 같이 쓰여질 것입니다.
그래서:

나₁
- 나₂
+ 나₃
- 나₄
= 0.

방정식,
Kirchhoff의 첫 번째 법칙에 따라 편집되었으며,
노드라고 합니다.

이것
법칙은 노드에서
전하가 축적되지 않는다
그리고 소모되지 않습니다. 전기의 양
사이트에 오는 요금은 합계와 같습니다
노드를 하나의 동일한 상태로 유지하는 요금
같은 기간.

초
키르히호프의 법칙:

대수학
EMF의 합계 모든 폐쇄 회로에서
체인은 폭포의 대수적 합과 같습니다.
이 회로의 요소에 대한 전압:

우이
= 
에이

IiRi=Ei(20)

어디에
나
- 요소 번호(저항 또는
전압 소스) 고려
윤곽.

**숫자
두 번째에 따라 컴파일 된 방정식
Kirchhoff의 법칙은 다음 공식에 의해 결정됩니다.

눕
= Nb
- 누
+ 1 – Ned.s.

어디에
NB
- 전기 회로의 분기 수;

누
- 노드의 수;

네드.에스
이상적인 EMF 소스의 수입니다.

그림 18. 삽화
키르히호프의 제2법칙에 대해

을 위한,
두 번째 법칙을 올바르게 작성하려면
주어진 등고선에 대한 Kirchhoff는 다음과 같습니다.
다음 규칙을 준수하십시오.

1. 임의로
   윤곽 우회 방향을 선택하고,
   예를 들어 시계 방향(그림 18).

2. 전자파
   일치하는 전압 강하
   선택한 방향으로
   우회는 다음과 같은 식으로 작성됩니다.
   기호 "+"; 만약 e.f.s. 및 전압 강하
   방향이 맞지 않는다
   등고선 다음에 기호가 옵니다.
   «-».

예를 들어,
그림 18의 윤곽에 대해 Kirchhoff의 두 번째 법칙
다음과 같이 작성됩니다.

유₁
– 유₂
+ 유₃
=E₁
– 전자₃
– 전자₄
(21)

식 (20)은
다음과 같이 다시 작성하십시오.

 (Ui
– 에이)
= 0 (22)

어디에
(유
– 마)
- 가지에 긴장.

따라서,
Kirchhoff의 제2법칙을 공식화할 수 있다.
다음과 같은 방법으로:

대수학
모든 지점의 전압 합계
폐쇄 루프는 0입니다.

잠재적인
앞서 논의한 도표는
두 번째의 그래픽 해석
키르히호프의 법칙.

작업 번호 1.

에
그림 1의 회로에 주어진 전류 I₁
그리고 나₃,
저항과 EMF 전류 결정
나₄,
나₅,
나₆
; 점 사이의 전압
그리고 b
만약 내가₁
= 10mA,
나₃
= -20mA,
아르 자형₄
= 5k옴,
이자형₅
= 20B,
아르 자형₅
= 3k옴,
이자형₆
= 40B,
아르 자형₆
= 2k옴.

그림 1

해결책:

1. 주어진
   등고선에 따라 두 방정식을 작성합니다.
   Kirchhoff의 첫 번째 법칙과 하나 - 에 따르면
   초. 윤곽 방향
   화살표로 표시됩니다.

에
우리가 얻은 솔루션의 결과로: 나는₆
= 0; 나₄
= 10mA;
나₅
= -10mA

1. 물어보기
   점 사이의 전압 방향
   ㅏ
   그리고 b
   지점 "a"에서
   "b"를 가리키다
   — 유_ab.
   이 전압은 방정식에서 찾을 수 있습니다.
   키르히호프의 제2법칙:

나₄아르 자형₄
+ 유_ab
+ 나₆아르 자형₆
= 0

유_ab
= - 50V.

작업 번호 2.

을 위한
그림 2의 다이어그램은 다음과 같이 방정식을 작성합니다.
Kirchhoff의 법칙과 미지수 결정
포인트들.

주어진:
나₁
= 20mA;
나₂
= 10mA

아르 자형₁
= 5k옴,
아르 자형₃
= 4k옴,
아르 자형₄
= 6k옴,
아르 자형₅
= 2k옴,
아르 자형₆
= 4kΩ.

그림 2

해결책:

노드 수
방정식 - 3, 등고선 방정식의 수
– 1.

기억하다!
두 번째에 따라 방정식을 컴파일 할 때
Kirchhoff의 법칙, 우리는 윤곽선을 선택합니다.
현재 소스를 포함하지 않습니다.
윤곽의 방향은 그림에 표시됩니다.

에
이 회로의 가지 전류 I₁
그리고 나₂.
알려지지 않은
해류
나₃,
나₄,
나₅,
나₆.

결정
시스템에서 우리는 다음을 얻습니다.₃
= 13.75mA;
나₄
= -3.75mA;
나₅
= 6.25mA;
나₆
= 16.25mA.

기본 컨셉

닫힌 회로에서 전자가 회로의 높은 전위에서 낮은 전위로 이동할 때 전류가 흐릅니다. 다시 말해, 전류는 전자를 움직이게 하는 에너지를 가진 전자 소스와 결핍을 특징으로 하는 음전하 반환 지점이 필요합니다. 물리적 현상으로서 회로의 전류는 세 가지 기본 수량으로 특징지어집니다.

• 전압;
• 현재 강도;
• 전자가 이동하는 도체의 저항.

힘과 긴장

전류 강도(I, 암페어로 측정)는 단위 시간당 회로의 한 장소를 통해 이동하는 전자(전하)의 부피입니다.즉, 측정 I는 움직이는 전자의 수를 결정하는 것입니다.

용어가 움직임만을 의미한다는 것을 이해하는 것이 중요합니다. 예를 들어 연결되지 않은 배터리 단자의 정전기는 측정 가능한 값 I가 없습니다. 한 방향으로 흐르는 전류를 직접(DC)이라고 하며, 주기적으로 방향이 바뀌는 것을 교류(AC)라고 합니다. 전압은 압력과 같은 현상이나 중력의 영향을 받는 물체의 위치 에너지의 차이로 설명할 수 있습니다.

이러한 불균형을 만들기 위해서는 먼저 적절한 상황에서 움직이는 에너지를 소비해야 합니다. 예를 들어, 높이에서 부하가 떨어지면 그것을 들어 올리기 위해 작업이 수행됩니다. 갈바니 배터리에서는 화학 에너지의 변환으로 인해 터미널의 전위차가 발생기에서 발생합니다. 전자기장

응력은 압력과 같은 현상이나 중력의 영향을 받는 물체의 위치 에너지의 차이로 설명할 수 있습니다. 이러한 불균형을 만들기 위해서는 먼저 적절한 상황에서 움직이는 에너지를 소비해야 합니다. 예를 들어, 높이에서 하중이 떨어질 때 들어 올리는 작업이 실현됩니다. 갈바니 배터리에서는 화학 에너지의 변환으로 인해 단자의 전위차가 발생기에서 형성됩니다. 전자기장.

도체 저항

일반 도체가 아무리 우수하더라도 전자의 움직임에 대한 저항 없이는 전자가 통과하지 못합니다.이 비교가 완벽하지는 않지만 저항을 기계적 마찰의 유사체로 간주하는 것은 가능합니다. 전류가 도체를 통해 흐를 때 일부 전위차가 열로 변환되므로 항상 저항 양단에 전압 강하가 발생합니다. 전기 히터, 헤어 드라이어 및 기타 유사한 장치는 열의 형태로 전기 에너지를 발산하도록 설계되었습니다.

단순화된 저항(R로 표시)은 전자의 흐름이 회로에서 얼마나 지체되는지를 측정합니다. 옴 단위로 측정됩니다. 저항기 또는 기타 요소의 전도도는 두 가지 속성에 의해 결정됩니다.

• 기하학;
• 재료.

수력학적 비유에서 알 수 있듯이 모양이 가장 중요합니다. 길고 좁은 파이프를 통해 물을 밀어 넣는 것이 짧고 넓은 파이프를 통해 물을 밀어 넣는 것보다 훨씬 어렵습니다. 재료가 결정적인 역할을 합니다. 예를 들어 전자는 구리선에서 자유롭게 움직일 수 있지만 모양에 관계없이 고무와 같은 절연체를 통해 전혀 흐를 수 없습니다. 형상 및 재료 외에도 전도성에 영향을 미치는 다른 요소가 있습니다.

옴의 법칙 해석

전하의 이동을 보장하려면 회로를 닫아야 합니다. 추가 전원이 없으면 전류가 오랫동안 존재할 수 없습니다. 잠재력은 곧 평등해질 것입니다. 회로의 작동 모드를 유지하려면 추가 소스(발전기, 배터리)가 필요합니다.

전체 회로에는 모든 구성 요소의 총 전기 저항이 포함됩니다. 정확한 계산을 위해 도체, 저항 요소 및 전원의 손실이 고려됩니다.

특정 전류 강도에 적용해야 하는 전압은 다음 공식으로 계산됩니다.

U=I*R.

유사하게, 고려된 관계의 도움으로 회로의 다른 매개변수가 결정됩니다.

병렬 및 직렬 연결

전기에서 요소는 직렬로 연결되거나 병렬로 연결됩니다. 이것은 여러 입력이 한 지점에 연결되고 동일한 요소의 출력이 다른 지점에 연결되는 경우입니다.

병렬 및 직렬 연결에 대한 옴의 법칙

직렬 연결

이러한 경우에 옴의 법칙은 어떻게 작용합니까? 직렬로 연결하면 요소 체인을 통해 흐르는 전류는 동일합니다. 직렬로 연결된 요소가있는 회로 섹션의 전압은 각 섹션의 전압 합계로 계산됩니다. 이것을 어떻게 설명할 수 있습니까? 요소를 통한 전류의 흐름은 전하의 일부가 한 부분에서 다른 부분으로 이동하는 것입니다. 내 말은, 그것은 약간의 일입니다. 이 작품의 크기는 긴장이다. 이것이 스트레스의 물리적 의미입니다. 이것이 분명하면 계속 진행합니다.

이 회로 섹션의 직렬 연결 및 매개변수

직렬로 연결하면 각 소자를 통해 차례로 전하를 전달해야 합니다. 그리고 각 요소에서 이것은 작업의 특정 "볼륨"입니다. 그리고 체인의 전체 섹션에 대한 작업량을 찾으려면 각 요소에 대한 작업을 추가해야 합니다. 따라서 총 전압은 각 요소의 전압의 합이라는 것이 밝혀졌습니다.

같은 방식으로 - 추가의 도움으로 - 회로 섹션의 전체 저항도 발견됩니다. 어떻게 상상할 수 있습니까? 요소 체인을 통해 흐르는 전류는 모든 저항을 순차적으로 극복합니다. 하나씩. 즉, 그가 극복한 저항을 찾으려면 저항을 더해야 합니다. 다소 이렇습니다.수학적 유도는 더 복잡하고 이 법칙의 메커니즘을 이해하는 것이 더 쉽습니다.

병렬 연결

병렬 연결은 도체/요소의 시작 부분이 한 지점에서 수렴되고 다른 지점에서 끝이 연결되는 경우입니다. 우리는 이러한 유형의 화합물에 유효한 법칙을 설명하려고 노력할 것입니다. 전류부터 시작하겠습니다. 어떤 크기의 전류가 요소의 연결 지점에 공급됩니다. 그것은 분리되어 모든 도체를 통과합니다. 이것으로부터 우리는 섹션의 총 전류가 각 요소의 전류 합계와 같다는 결론을 내립니다. I = I1 + I2 + I3.

이제 전압입니다. 전압이 전하를 이동시키는 일이라면 하나의 전하를 이동시키는 데 필요한 일은 모든 요소에서 동일합니다. 즉, 병렬 연결된 각 요소의 전압은 동일합니다. U=U1=U2=U3. 체인구간에 대한 옴의 법칙 설명처럼 재미있고 시각적이지는 않지만 이해할 수 있습니다.

병렬 연결 법칙

저항의 경우 상황이 조금 더 복잡합니다. 전도도의 개념을 소개하겠습니다. 이것은 전하가 이 도체를 통과하는 것이 얼마나 쉬운지 또는 어려운지를 나타내는 특성입니다. 저항이 낮을수록 전류가 더 쉽게 흐르게 된다는 것은 분명합니다. 따라서 전도도 - G -는 저항의 역수로 계산됩니다. 공식에서 G = 1/R과 같습니다.

전도도에 대해 이야기하는 이유는 무엇입니까? 요소가 병렬로 연결된 섹션의 총 전도도는 각 섹션의 전도도의 합과 같기 때문입니다. G = G1 + G2 + G3 - 이해하기 쉽습니다. 전류가 이 병렬 요소 노드를 얼마나 쉽게 극복할 수 있는지는 각 요소의 전도도에 따라 다릅니다. 따라서 접을 필요가 있음이 밝혀졌습니다.

이제 저항으로 넘어갈 수 있습니다.전도도는 저항의 역수이므로 다음 공식을 얻을 수 있습니다. 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3.

병렬 및 직렬 연결을 제공하는 것은 무엇입니까?

이론적인 지식은 좋은데 실제로 어떻게 적용해야 할까요? 모든 유형의 요소는 병렬 및 직렬로 연결할 수 있습니다. 그러나 우리는 선형 요소를 설명하는 가장 간단한 공식만을 고려했습니다. 선형 요소는 "저항기"라고도 하는 저항입니다. 학습한 내용을 활용하는 방법은 다음과 같습니다.

사용할 수 있는 큰 값의 저항이 없지만 여러 개의 작은 저항이 있는 경우 여러 저항을 직렬로 연결하여 원하는 저항을 얻을 수 있습니다. 보시다시피 이것은 유용한 기술입니다.
배터리의 수명을 연장하기 위해 병렬로 연결할 수 있습니다. 이 경우의 전압은 옴의 법칙에 따라 동일하게 유지됩니다(멀티미터로 전압을 측정하여 확인할 수 있음). 그리고 듀얼 배터리의 "수명"은 서로를 대체할 두 요소의 수명보다 훨씬 더 깁니다.

참고: 동일한 전위를 가진 전원 공급 장치만 병렬로 연결할 수 있습니다. 즉, 죽은 배터리와 새 배터리를 연결할 수 없습니다.

계속 연결하면 더 많이 충전된 배터리가 덜 충전된 배터리를 충전하는 경향이 있습니다. 결과적으로 총 요금은 낮은 값으로 떨어집니다.

일반적으로 이들은 이러한 화합물의 가장 일반적인 용도입니다.

이상적인 EMF 소스

기전력(E)은 전하 캐리어의 폐쇄 회로에서 운동에 대한 외력의 영향 정도를 결정하는 물리량입니다. 즉, 전류가 도체를 통해 흐르는 경향이 얼마나 강한지는 EMF에 따라 달라집니다.

이러한 이해할 수없는 현상을 설명 할 때 국내 학교 교사는 수력 유추 방법을 선호합니다. 도체가 파이프이고 전류가 파이프를 통해 흐르는 물의 양이라면 EMF는 펌프가 유체를 펌핑하기 위해 발생시키는 압력입니다.

기전력이라는 용어는 전압과 같은 개념과 관련이 있습니다. 그녀, EMF도 볼트로 측정됩니다(단위 - "V"). 배터리, 발전기 또는 태양 전지판과 같은 모든 전원에는 자체 기전력이 있습니다. 종종 이 EMF는 출력 전압(U)에 가깝지만 항상 그보다 약간 낮습니다. 이것은 전압의 일부가 필연적으로 떨어지는 소스의 내부 저항으로 인해 발생합니다.

이러한 이유로 EMF의 이상적인 소스는 배터리 Rin의 내부 저항이 매우 낮지만 여전히 절대 영도와 다르기 때문에 현실 세계에서 설 자리가 없는 추상적 개념 또는 물리적 모델입니다.

EMF의 이상적이고 실제적인 소스

미분 형태로

도체는 일반적으로 균일하지 않고 가능한 한 가장 작은 부분으로 나눌 필요가 있기 때문에 공식은 매우 자주 미분 형식으로 표시됩니다. 이를 통과하는 전류는 크기 및 방향과 관련이 있으므로 스칼라 양으로 간주됩니다. 와이어를 통한 결과 전류가 발견될 때마다 모든 개별 전류의 대수적 합이 취해집니다. 이 규칙은 스칼라 수량에만 적용되므로 전류도 스칼라 수량으로 간주됩니다. 현재 dI = jdS가 구간을 통과하는 것으로 알려져 있습니다. 전압은 Edl이고 단면적이 일정하고 길이가 같은 전선의 경우 비율은 참입니다.

미분 형태

따라서 벡터 형식의 전류 표현은 다음과 같습니다. j = E.

중요한! 금속 전도체의 경우 전도도는 온도가 증가함에 따라 감소하지만 반도체의 경우 전도도가 증가합니다. Omov의 법칙은 엄격한 비례를 보여주지 않습니다

절대 0도에 가까운 온도에서 많은 금속 및 합금 그룹의 저항이 사라지고 이 과정을 초전도라고 합니다.