電氣工程最重要的定律——歐姆定律
歐姆定律
德國物理學家格奧爾格·歐姆(1787 -1854)通過實驗確定,流過均勻金屬導體(即外力不起作用的導體)的電流強度I與導體兩端的電壓U成正比:
我 = U / R,(1)
其中 R — 導體的電阻.
等式 (1) 表達了一段電路(不包含電流源)的歐姆定律: 導體中的電流與施加的電壓成正比,與導體的電阻成反比。
電動勢不起作用的電路部分。 (外力)被稱為電路的均勻部分,因此歐姆定律的這個公式對電路的均勻部分有效。
有關更多詳細信息,請參見此處: 電路部分的歐姆定律
現在我們將考慮電路的非均勻部分,其中部分 1-2 的有效 EMF 表示為 ε12 並施加在該部分的末端 潛在差異 — 通過 φ1 — φ2。
如果電流流過形成第 1-2 部分的固定導體,則所有力(外力和靜電力)對載流子所做的功 A12 為 能量守恆定律 等於該區域釋放的熱量。電荷 Q0 在 1—2 截面移動時,力所做的功:
A12 = Q0E12 + Q0 (φ1 — φ2) (2)
緊急情況還有E12 安培數 I 是一個標量。它必須取正號或負號,具體取決於外力所做功的符號。如果電子版促進正電荷向選定方向(1-2方向)運動,則E12>0。若單位。阻止正電荷向該方向移動,則 E12 < 0。
在時間 t 內,導體中釋放熱量:
Q = Az2Rt = IR (It) = IRQ0 (3)
由式(2)和(3)可得:
IR = (φ1 — φ2) + E12 (4)
在哪裡
I = (φ1 — φ2 + E12) / R (5)
表達式(4)或(5)是積分形式的電路的非均勻橫截面的歐姆定律,即廣義歐姆定律。
如果電路的某一部分沒有電流源 (E12 = 0),則從 (5) 我們得出電路的均勻部分的歐姆定律
I = (φ1 — φ2) / R = U / R
如果 電路 閉合,則選點 1 和 2 重合,φ1 = φ2;然後從 (5) 我們得到閉合電路的歐姆定律:
我= E / R,
其中 E 是作用在電路中的電動勢,R 是整個電路的總電阻。一般來說,R = r + R1,其中r為電流源的內阻,R1為外電路的電阻。因此,閉合電路的歐姆定律如下所示:
我 = E / (r + R1)。
如果電路開路,其中沒有電流 (I = 0),那麼根據歐姆定律 (4) 我們可以得到 (φ1 — φ2) = E12,即作用於開路的電動勢等於其兩端的電位差。因此,要找到電流源的電動勢,就必須測量其開路端子之間的電位差。
歐姆定律計算示例:
根據歐姆定律計算電流
計算歐姆定律電阻
電壓下降
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