회로부의 전류 강도는 전압에 직접 비례하고이 회로부의 전기 저항에 반비례합니다.

옴의 법칙은 다음 공식으로 작성됩니다.

어디서 : I-전류 강도 (A), U-전압 (V), R-저항 (Ohm).

명심하십시오 옴의 법칙은 기본  (기본) 입자 또는 필드의 흐름이 저항을 극복하도록 작용하는 모든 물리적 시스템에 적용될 수 있습니다. 유압, 공압, 자기, 전기, 빛, 열 플럭스를 계산하는 데 사용할 수 있습니다.

옴의 법칙은 전류, 전압 및 저항의 세 가지 기본 수량의 관계를 정의합니다. 그는 전류 강도가 전압에 직접 비례하고 저항에 반비례한다고 주장한다.

전자가 과잉 인 지점에서 전자가 부족한 지점으로 전류가 흐릅니다. 전류가 따르는 경로를 전기 회로라고합니다. 모든 전기 회로는 현재 소스, 로드  그리고 지휘자. 전류원은 전위차를 제공합니다전류가 흐르게합니다. 전류원은 배터리, 발전기 또는 다른 장치 일 수있다. 부하는 전류 흐름에 저항합니다. 이 저항은 회로의 목적에 따라 높거나 낮을 수 있습니다. 회로의 전류는 도체를 통해 소스에서 부하로 흐릅니다.. 도체는 전자를 쉽게 방출해야합니다. 대부분의 도체는 구리를 사용합니다.

부하로의 전류 경로는 직렬 회로, 병렬 또는 병렬 병렬 회로의 세 가지 유형의 회로를 통과 할 수 있습니다. 전기 회로의 전자 전류는 전류원의 음극 단자에서 부하를 통해 전류원의 양극 단자로 흐릅니다.

이 경로가 끊어 질 때까지 회로가 닫히고 전류가 흐릅니다.

그러나 경로를 중단하면 회로가 열리고 전류가 통과 할 수 없습니다.

전기 회로의 전류 강도는 적용된 전압 또는 회로의 저항을 변경하여 변경할 수 있습니다. 전류는 전압 또는 저항과 같은 비율로 변합니다. 전압이 증가하면 전류도 증가합니다. 전압이 감소하면 전류도 감소합니다. 반면에 저항이 증가하면 전류가 감소합니다. 저항이 감소하면 전류가 증가합니다. 전압, 전류 강도 및 저항 간의 관계를 옴의 법칙이라고합니다.

옴의 법칙에 따르면 회로의 전류 (직렬, 병렬 또는 직렬 병렬)는 전압에 직접 비례하고 저항에 반비례합니다

회로에서 알 수없는 양을 결정할 때 다음 규칙을 따르십시오.

1. 회로도를 그리고 알려진 모든 수량을 지정하십시오.
2. 동등한 체인을 계산하고 체인을 다시 그립니다.
3. 알 수없는 값을 계산하십시오.

기억하십시오 : 옴의 법칙은 체인의 어느 부분에도 유효하며 언제든지 적용 할 수 있습니다. 직렬 회로를 통해 동일한 전류가 흐르고 병렬 회로의 모든 분기에 동일한 전압이 적용됩니다.

옴의 법의 역사

도체를 이용한 실험을 수행 한 게오르그 옴 (Georg Ohm)은 도체의 전류 강도가 그 끝에인가 된 전압에 비례한다는 것을 발견했다. 비례 계수를 전기 전도도라고하며 값을 일반적으로 도체의 전기 저항이라고합니다. 옴의 법칙은 1826 년에 발견되었습니다.

다음은 옴의 법칙을 보여주는 다이어그램의 애니메이션입니다. (첫 번째 그림에서) 전류계 (A)는 이상적이고 저항이 없습니다.

이 애니메이션은 적용된 전압이 변경 될 때 회로의 전류가 어떻게 변하는 지 보여줍니다.

다음 애니메이션은 저항이 변경 될 때 회로의 전류 강도가 어떻게 변하는 지 보여줍니다.

전기 및 전자 엔지니어의 기본 법률 중 하나는 옴의 법칙입니다. 이 작업은 매일 전문가에게 새로운 과제를 안겨 주며 종종 번트 저항이나 요소 그룹을 대체 할 것을 선택해야합니다. 전기 기술자는 종종 케이블을 변경해야 올바른 케이블을 선택하기 위해 부하의 전류를 "추정"해야하므로 일상 생활에서 가장 간단한 물리 법칙과 관계를 사용해야합니다. 전기 공학에서 옴의 법칙의 가치는 엄청납니다. 그런데 전기 공학 전문 분야의 졸업장 작품의 대부분은 하나의 공식에 따라 70-90 %로 계산됩니다.

역사적 배경

발견의 해는 독일 과학자 Georg Om의 1826 년 옴의 법칙입니다. 그는 전류 강도, 전압 및 도체 유형의 비율에 대한 법을 경험적으로 결정하고 설명했습니다. 나중에 세 번째 구성 요소는 저항에 지나지 않습니다. 그 후,이 법은 발견자를 기리기 위해 지명되었지만, 법은 거기서 멈추지 않았으며, 그의 작품에 대한 찬사로서 그 이름과 물리적 크기를 따서 명명되었습니다.

저항이 측정되는 값은 Georg Ohm의 이름을 따서 명명되었습니다. 예를 들어, 저항은 와트 단위의 전력과 저항-옴, 킬로 옴, 메가 옴 등의 측정 단위 등 두 가지 주요 특성이 있습니다.

체인 섹션에 대한 옴의 법칙

회로의 섹션에 대한 옴의 법칙은 EMF를 포함하지 않는 전기 회로를 설명하는 데 사용될 수 있습니다. 가장 간단한 형태의 기록입니다. 다음과 같이 보입니다 :

I가 전류에서 암페어 단위로 측정 된 경우 U는 볼트 단위의 전압, R은 옴 단위의 저항입니다.

이 공식은 전류가 전압에 직접 비례하고 저항에 반비례한다는 것을 알려줍니다. 이것은 옴의 법칙의 정확한 공식입니다. 이 공식의 물리적 의미는 알려진 저항과 전압을 가진 회로 부분을 통한 전류의 의존성을 설명하는 것입니다.

주의!이 공식은 직류에 유효하며 교류에는 약간의 차이가 있으므로 나중에 다시 설명하겠습니다.

전기량의 비율 외에도이 형식은 저항의 전류 대 전압 그래프가 선형이며 함수 방정식이 충족되었음을 나타냅니다.

f (x) \u003d ky 또는 f (u) \u003d IR 또는 f (u) \u003d (1 / R) * I

회로 섹션에 대한 옴의 법칙은 회로 섹션에서 저항의 저항을 계산하거나 알려진 전압 및 저항에서 저항을 통해 전류를 결정하는 데 사용됩니다. 예를 들어 저항 6Ω의 저항 R이 있고 단자에 12V의 전압이 적용되므로 어떤 전류가 흐를 지 알아야합니다. 우리는 다음을 계산합니다.

I \u003d 12V / 6 옴 \u003d 2A

이상적인 도체는 저항이 없지만 그것이 구성되는 물질의 분자 구조로 인해 모든 전도성 몸체에는 저항이 있습니다. 예를 들어, 이것은 가정용 전기 네트워크에서 알루미늄에서 구리 와이어로의 전환을 일으켰습니다. 구리의 저항률 (1m 길이 당 옴)은 알루미늄의 저항력보다 작습니다. 따라서 구리 와이어는 열이 적고 큰 전류를 견딜 수 있으므로 더 작은 단면의 와이어를 사용할 수 있습니다.

또 다른 예-가열 장치 및 저항의 나선형은 큰 저항력을 갖습니다. 전하 운반체가 도체를 통과 할 때, 결정 격자의 입자와 충돌 할 때, 그 결과로 에너지가 열 형태로 방출되고 도체가 가열됩니다. 더 많은 전류-더 많은 충돌-더 많은 가열.

가열을 줄이려면 도체를 짧게하거나 두께를 늘려야합니다 (단면적). 이 정보는 공식으로 작성 될 수 있습니다.

R 와이어 \u003d ρ (L / S)

여기서 ρ는 Ohm * mm 2 / m 단위의 저항률이고, L은 m 단위의 길이, S는 단면적입니다.

병렬 및 직렬 회로에 대한 옴의 법칙

연결 유형에 따라 다른 패턴의 전류 흐름과 전압 분포가 관찰됩니다. 일련의 요소 회로의 섹션의 경우 전압, 전류 및 저항은 다음 공식으로 알 수 있습니다.

이것은 직렬로 연결된 임의의 수의 요소로부터 동일한 전류가 회로에 흐른다는 것을 의미합니다. 이 경우 모든 요소에 적용되는 전압 (전압 강하의 합)은 전원의 출력 전압과 같습니다. 각 요소에는 자체 전압 값이 별도로 적용되며 전류 강도와 특정 저항에 따라 다릅니다.

U el \u003d I * R 요소

병렬 연결된 요소의 회로 저항은 다음 공식으로 계산됩니다.

1 / R \u003d 1 / R1 + 1 / R2

혼합 화합물의 경우, 사슬은 동등한 형태가되어야합니다. 예를 들어, 하나의 저항이 두 개의 병렬 연결된 저항에 연결된 경우 먼저 병렬 연결된 저항의 저항을 계산하십시오. 두 저항의 총 저항을 얻을 수 있으며 세 번째 저항을 추가하면됩니다.이 저항은 직렬로 연결됩니다.

완전한 체인에 대한 옴의 법칙

완전한 회로에는 전원이 필요합니다. 이상적인 전원은 하나의 특성을 가진 장치입니다.

• 전압이 EMF의 공급 원인 경우;
• 전류 원인 경우 전류 강도;

이러한 전원 공급 장치는 일정한 출력 매개 변수로 모든 전원을 공급할 수 있습니다. 실제 전원 공급 장치에는 전원 및 내부 저항과 같은 매개 변수도 있습니다. 실제로 내부 저항은 emf 소스와 직렬로 설치된 가상 저항입니다.

전체 회로에 대한 옴의 법칙은 비슷해 보이지만 IP의 내부 저항이 추가됩니다. 완전한 회로를 작성하려면 다음을 작성하십시오.

I \u003d ε / (R + r)

여기서 ε는 볼트 단위의 EMF이고 R은 부하 저항이며 r은 전원의 내부 저항입니다.

실제로 내부 저항은 옴의 일부이며 갈바니 소스의 경우 크게 증가합니다. 두 배터리 (새 배터리와 죽은 배터리)의 전압이 동일하지만이 중 하나가 필요한 전류를 생성하고 제대로 작동하고 두 번째 배터리가 작동하지 않는 경우이를 관찰했습니다. 약간의 하중으로 처짐.

차별적이고 완전한 형태의 옴의 법칙

회로의 균일 한 부분의 경우 위의 공식이 유효하며 불균일 한 도체의 경우이 세그먼트 내에서 치수의 변화가 최소화되도록 가능한 한 짧은 세그먼트로 분리해야합니다. 이것을 옴의 법칙이라고합니다.

다시 말해서, 전류 밀도는 도체의 무한히 작은 부분에 대한 강도와 전도도에 정비례합니다.

완전한 형태로 :

AC에 대한 옴의 법칙

AC 회로를 계산할 때 저항 개념 대신 "임피던스"개념이 도입되었습니다. 임피던스는 문자 Z로 표시되며 부하 저항 R a 및 리액턴스 X (또는 R r)를 포함합니다. 이것은 정현파 전류 (및 다른 형태의 전류)의 형태와 유도 요소의 매개 변수 및 스위칭 법칙 때문입니다.

1. 인덕턴스가있는 회로의 전류는 즉시 변경 될 수 없습니다.
2. 커패시턴스가있는 회로의 전압은 즉시 변경할 수 없습니다.

따라서 전류는 전압보다 느려지거나 앞서 기 시작하며 총 전력은 활성 및 무효로 나뉩니다.

X L 및 X C는 부하의 반응성 성분입니다.

이와 관련하여 cos Φ 값이 도입되었습니다.

여기서 Q는 교류 및 유도 용량 성 구성 요소로 인한 무효 전력, P는 유효 전력 (활성 구성 요소에 할당), S는 피상 전력, cos Φ는 역률입니다.

수식과 그 표현이 피타고라스 정리와 교차 함을 알 수 있습니다. 이것은 실제로 그렇습니다. 각도 Ф는 부하의 반응성 성분이 얼마나 큰지에 달려 있습니다. 실제로, 이것은 실제로 네트워크에 흐르는 전류가 가정용 미터가 고려하는 것보다 더 큰 반면, 기업은 전체 전력을 지불한다는 사실로 이어집니다.

이 경우 저항은 복잡한 형태로 나타납니다.

여기서 j는 허수 단위이며, 복잡한 형태의 방정식에 일반적입니다. 덜 일반적으로 i라고하지만 전기 공학에서는 교류의 유효 값도 표시되므로 혼란을 피하기 위해 j를 사용하는 것이 좋습니다.

허수는 √-1입니다. 제곱 할 때 이러한 숫자가없는 것이 논리적이므로 "-1"의 부정적인 결과가 발생할 수 있습니다.

옴의 법칙을 기억하는 방법

옴의 법칙을 기억하기 위해 다음과 같은 간단한 단어로 표현을 외울 수 있습니다.

전압이 높을수록 전류가 커지고 저항이 커질수록 전류가 낮아집니다.

또는 니모닉 사진과 규칙을 사용하십시오. 첫 번째는 피라미드 형태로 옴의 법칙을 간단하고 명확하게 표현한 것입니다.

니모닉 규칙은 개념을 간단하고 쉽게 이해할 수 있도록 단순화 된 개념입니다. 구두 또는 그래픽으로 표시 될 수 있습니다. 올바른 공식을 찾으려면 손가락으로 원하는 값을 닫고 작업 또는 몫의 형태로 답을 얻으십시오. 작동 방식은 다음과 같습니다.

두 번째는 풍자 만화 공연입니다. 여기에 옴 시도가 많을수록 암페어가 더 어려워지고 볼트가 많을수록 암페어가 더 쉬워집니다.

옴의 법칙은 전기 공학의 기본 중 하나이며, 그의 지식 없이는 대부분의 계산이 불가능합니다. 그리고 일상적인 작업에서 종종 저항으로 전류를 변환하거나 결정해야합니다. 결론과 모든 수량의 기원을 이해할 필요는 없지만 개발에는 최종 공식이 필요합니다. 결론적으로, 나는 전기 기사들 사이에 오래된 만화 속담이 있다는 것을 알고 싶습니다. "옴 몰라-집에 앉아."그리고 모든 농담에 진실의 몫이 있다면, 여기에 진실의 몫은 100 %입니다. 실제로 전문가가 되려면 이론적 기초를 배우십시오. 사이트의 다른 기사가 도움이 될 것입니다.

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회로 섹션-아마도 전자 및 전기 공학에서 가장 적용 가능한 법. 그것의 공식화의 복잡성은 그것의 적용의 단순성과 은혜에있다.

회로 섹션의 전류 크기는이 섹션에 적용된 전압에 직접 비례하고 저항에 반비례합니다.

이 공식을 기억하는 것은 매우 쉽지만 그래도 문제가 해결되지 않으면 기사 시작 부분의 그림과 같이 골판지에 삼각형을 만드십시오. 이것은 옴의 법칙의 마술 삼각형입니다-발견해야 할 수량을 닫는 것으로 충분하며 삼각형의 나머지 부분은 그것을 찾는 공식을 보여줍니다.

예를 들어, 우리는 전구의 전압과 그 작동 전류를 알고 있습니다 (손전등의 전구에는 받침대에 직접 표시되어 있음). 이 전구 필라멘트의 저항은 무엇입니까? 모든 것이 매우 간단하고 삼각형의 저항을 닫고 전압을 전류로 나눈 상태를 확인하십시오.

이제 정의에서이 정교한 단어가 무엇을 의미하는지 알아 봅시다.

따라서 두 가지 흥미로운 발음 할 수없는 단어,보다 정확하게 표현하는 문구 : 직접 비례 및 역 비례.

"전압에 직접 비례하는 전류 크기"는 무엇을 의미합니까? 이것은 회로의 한 부분에서 전압이 증가함에 따라이 부분의 전류 강도도 증가한다는 것을 의미합니다. 즉, 전압이 클수록 전류가 커집니다. 이것은 전압이 동일한 회로의 일부에 해당됩니다.

"저항에 반비례"는 다른 방법입니다. 회로 섹션의 저항이 클수록 전류가 덜 흐릅니다. 이 섹션에 동일한 저항이 적용되는 경우에도 마찬가지입니다.

간단한 법으로이 법의 적용을 살펴 보자. 3 개의 "라운드"배터리가 삽입 된 백열 램프가 장착 된 일반 손전등을 가져 가십시오. 이러한 손전등의 구성표는 다음과 같습니다.

이 회로에서 GB1-GB3은 배터리 3 개, S1은 스위치, HL1은 전구입니다.

우리가 들었 듯이 옴의 법칙 :  회로 섹션의 전류 크기는이 섹션에 적용된 전압에 직접 비례하고 저항에 반비례합니다. 우리는 전구로 구성된 회로 부분을 고려합니다.

이제 간단한 질문 : 전구의 밝기를 결정하는 것은 무엇입니까? 이 전구의 필라멘트를 통과하는 전류의 강도에서 그렇습니다. 즉, 전구의 밝기는 손전등 회로의 전류 표시기로 사용할 수 있습니다.

그리고 실제로 하나의 배터리를 제거하고 대신 점퍼를 삽입하면 전구의 빛이 어떻게됩니까?

모든 전기 회로에는 반드시 전기 에너지 원과 수신기가 포함됩니다. 예를 들어, 배터리와 백열 전구로 구성된 가장 간단한 전기 회로를 고려하십시오.

배터리는 전기 에너지의 원천이며 전구는 수신기입니다. 전원 공급 장치의 극 (+ 및-) 사이에는 전위차가 있으며 회로가 닫히면 기전력의 영향을받는 등화 과정이 짧게 EMF로 시작됩니다. 전류는 회로를 통해 흐르고 작업을 수행합니다. 전구의 나선형을 가열하면 나선형이 빛나기 시작합니다.

따라서, 전기 에너지를 열 에너지 및 광 에너지로 변환시킨다.
  전류 (J)는 하전 입자,이 경우 전자의 순서화 된 움직임이다.
   전자는 음전하를 띠므로 운동은 전원의 양극 (+)으로 향합니다.

이 경우, 전자기장은 항상 빛의 속도로 전기 회로를 통해 (+) 소스에서 (-) 소스로 (전자 이동쪽으로) 전파됩니다. 전통적으로, 전류 (J)는 양극 (+)에서 음극 (-)으로 이동하는 것이 일반적으로 받아 들여진다.

도체 인 물질의 결정 격자를 통한 전자의 정렬 된 움직임은 방해받지 않습니다. 전자는 물질의 원자와 상호 작용하여 물질을 가열합니다. 따라서 물질은   저항(R), 흐르는 전류. 그리고 같은 전류 값에서 저항 값이 클수록 가열이 강해집니다.

전기 저항은 전기 회로 (또는 그 부분)가 전류에 대항하는 특성을 나타내는 값입니다.   오마. 전기   긴장(U)는 전류원의 전위차입니다. 전기   긴장(U) 전기   저항(R) 전기   현재(J)-이들은 가장 단순한 전기 회로의 기본 특성이며, 그 사이에는 특정 관계가 있습니다.

위에 위치한 옴의 법칙 계산기를 사용하면 전기 에너지 수신기의 전류, 전압 및 저항 값을 쉽게 계산할 수 있습니다. 또한 전압 및 전류 값을 대체하여 전력을 결정할 수 있으며 그 반대도 가능합니다.

예를 들어, 전자 메일에 의해 소비되는 전류를 알아야합니다. 2.2 kW 용량의 주전자.
"Voltage"열에서 네트워크의 전압 값을 볼트-220으로 대체합니다.
   "Power"열에 각각 전력 값을 와트 2200 (2.2kW)로 입력하십시오. "현재 강도 찾기"버튼을 클릭하십시오. 결과는 암페어 단위로 표시됩니다-10. "저항"버튼을 클릭하면 주전자, 그의 작업 중-22 옴.

위의 계산기를 사용하면 쉽게 계산할 수 있습니다   총 저항 값  병렬로 연결된 두 저항에 대해.

Kirchhoff의 두 번째 법칙은 닫힌 전기 회로에서 EMF의 대수 합은 회로의 개별 섹션에서 전압 강하의 대수 합과 같습니다. 이 법에 따르면 아래 그림에 표시된 회로에 대해 쓸 수 있습니다.

R 약 \u003d R 1 + R 2

즉, 회로 소자가 직렬로 연결될 때, 회로의 총 저항은 구성 요소의 저항의 합과 동일하며, 전압은 각각의 저항에 비례하여 그들 사이에 분포된다.
  예를 들어, 220 볼트 네트워크에 포함 된 2.5 볼트의 전압을 위해 설계된 100 개의 작은 동일한 전구로 구성된 크리스마스 화환에서 각 전구는 220/100 \u003d 2.2 볼트가됩니다.
  물론이 상황에서 그녀는 행복하게 일할 것입니다.

교류.

직류와 달리 교류 전류는 일정한 방향을 갖지 않습니다. 예를 들어, 일반 가정 이메일에서. 50 헤르츠의 220 볼트 네트워크, 초당 50 회 더하기 및 빼기 장소. 직류 회로에 대한 옴과 키르히 호프의 법칙은 교류 회로에도 적용되지만   활성화  다양한 가열 요소 및 백열 전구와 같은 가장 순수한 형태의 저항.

또한 모든 계산은   기존  전류와 전압의 값. AC 전류의 유효 값은 수치 적으로 직류의 열 영향과 같습니다. 실제 가치   Jperm. \u003d 0.707 * Jpost.  실제 가치   Umap \u003d 0.707 * Upost.   예를 들어 홈 네트워크에서 연기교류 전압의 값- 220 볼트   최대 값 (진폭) 값 \u003d 220 * (1 / 0.707) \u003d 310 볼트

  전기 기사의 일상 생활에서 옴과 키르히 호프의 법칙의 역할.

전기 기술자 (절대 누구든지 모든 사람)의 노동 활동을 수행하면 매일이 기본 법과 규칙의 결과에 직면하게됩니다. 그는 다양한 교육 기관에서 큰 어려움을 겪고 얻은 이론적 지식을 일상적인 업무 수행에 사용합니까?
  일반적으로 아닙니다! 더 자주, 단순히-단순히, 필요가없는 경우, 이것을하기 위해.

정상적인 전기 기사의 일상 업무에는 모든 정신 계산이 아니라 수년에 걸쳐 명확하고 세련되고 육체적 인 행동으로 구성됩니다. 그렇다고 전혀 생각할 필요는 없습니다. 반대로,이 직업에서 발진 행동의 결과는 때로는 매우 비쌉니다.

때로는 디자이너의 전기 기술자 사이에 연인이 있으며, 대부분 합리화가입니다. 이 사람들은 때때로 비즈니스 목적, 이론적 지식을 사용하여 개인적인 목적과 기본 생산의 이점을 위해 다양한 장치를 개발하고 구성합니다. Ohm과 Kirchhoff의 법칙에 대한 지식이 없으면 미래 장치의 회로를 구성하는 전기 회로를 계산하는 것은 완전히 불가능합니다.

일반적으로 Ohm과 Kirchhoff의 법칙은 전기 기술자보다 설계 엔지니어의 "도구"라고 할 수 있습니다.