أهم قانون في الهندسة الكهربائية - قانون أوم

قانون أوم
أثبت الفيزيائي الألماني جورج أوم (1787-1854) بشكل تجريبي أن قوة التيار I المتدفق عبر موصل معدني موحد (أي موصل لا تعمل فيه القوى الخارجية) يتناسب مع الجهد U في نهايات الموصل:
أنا = U / R ، (1)
أين ص - المقاومة الكهربائية للموصل.
المعادلة (1) تعبر عن قانون أوم لقسم من الدائرة (لا يحتوي على مصدر تيار): التيار في الموصل يتناسب طرديا مع الجهد المطبق ويتناسب عكسيا مع مقاومة الموصل.
قسم الدائرة الذي لا يعمل فيه emf. (القوى الخارجية) تسمى قسمًا متجانسًا من الدائرة ، وبالتالي فإن صياغة قانون أوم هذه صالحة لجزء متجانس من الدائرة.
انظر هنا لمزيد من التفاصيل: قانون أوم لقسم من الدائرة
الآن سننظر في قسم غير متجانس من الدائرة ، حيث يتم الإشارة إلى EMF الفعال للقسم 1-2 بواسطة Ε12 ويتم تطبيقه في نهايات القسم التباينات المحتملة - من خلال φ1 - φ2.
إذا كان التيار يتدفق عبر الموصلات الثابتة التي تشكل القسم 1-2 ، فإن العمل A12 لجميع القوى (الخارجية والكهروستاتيكية) المنجز على ناقلات التيار يكون قانون حفظ وتحويل الطاقة يساوي الحرارة المنبعثة في المنطقة. يتم تنفيذ عمل القوات عندما تتحرك الشحنة Q0 في القسم 1 - 2:

A12 = Q0E12 + Q0 (φ1 - φ2) (2)
إي. إم. E12 كذلك التيار أنا كمية قياسية. يجب أن تؤخذ بإشارة موجبة أو سلبية ، اعتمادًا على علامة العمل الذي تقوم به القوى الخارجية. أطعمت. يعزز حركة الشحنات الموجبة في الاتجاه المحدد (في الاتجاه 1-2) ، ثم E12> 0. إذا كانت الوحدات. يمنع الشحنات الموجبة من التحرك في هذا الاتجاه ، ثم E12 <0.
خلال الوقت t ، يتم إطلاق الحرارة في الموصل:

Q = Az2Rt = IR (It) = IRQ0 (3)
من الصيغتين (2) و (3) نحصل على:

الأشعة تحت الحمراء = (φ1 - φ2) + E12 (4)
أين

أنا = (φ1 - φ2 + E12) / ص (5)
التعبير (4) أو (5) هو قانون أوم لمقطع عرضي غير متجانس لدائرة في شكل متكامل ، وهو قانون أوم المعمم.
إذا لم يكن هناك مصدر حالي في قسم معين من الدائرة (E12 = 0) ، فإننا نصل من (5) إلى قانون أوم لقسم متجانس من الدائرة
أنا = (φ1 - φ2) / R = U / R.
لو دائرة كهربائية مغلق ، ثم تتطابق النقطتان المحددتان 1 و 2 ، φ1 = φ2 ؛ ثم من (5) نحصل على قانون أوم للدائرة المغلقة:

أنا = E / R ،
حيث E هي emf التي تعمل في الدائرة ، R هي المقاومة الكلية للدائرة بأكملها. بشكل عام ، R = r + R1 ، حيث r هي المقاومة الداخلية للمصدر الحالي ، R1 هي مقاومة الدائرة الخارجية.لذلك ، سيبدو قانون أوم للدائرة المغلقة كما يلي:

أنا = E / (ص + R1).
إذا كانت الدائرة مفتوحة ، فلا يوجد تيار فيها (I = 0) ، ثم من قانون أوم (4) نحصل على (φ1 - φ2) = E12 ، أي. emf التي تعمل في دائرة مفتوحة تساوي فرق الجهد عبر نهاياتها. لذلك ، للعثور على emf لمصدر حالي ، من الضروري قياس فرق الجهد عبر محطات الدائرة المفتوحة.
أمثلة على حسابات قانون أوم:
حساب التيار حسب قانون أوم
حساب مقاومة قانون أوم
انخفاض الجهد

أنظر أيضا:

ما هي المقاومة؟

على فرق الجهد ، القوة الدافعة الكهربائية والجهد

التيار الكهربائي في السوائل والغازات

المقاومة الكهربائية للأسلاك

المغناطيسية والكهرومغناطيسية

حول المجال المغناطيسي والملفات اللولبية والمغناطيسات الكهربائية

الحث الكهرومغناطيسي

الاستقراء الذاتي والاستقراء المتبادل

المجال الكهربائي ، الحث الكهروستاتيكي ، السعة والمكثفات

ما هو التيار المتردد وكيف يختلف عن التيار المباشر