व्होल्टेज थेट प्रतिकाराच्या प्रमाणात आहे. सोप्या भाषेत ओमचा नियम. नोडल संभाव्य पद्धत

1826 मध्ये, जर्मन शास्त्रज्ञ जॉर्ज ओम यांनी एक शोध लावला आणि वर्णन केले
वर्तमान सामर्थ्य, व्होल्टेज आणि सर्किटमधील कंडक्टरची वैशिष्ट्ये यासारख्या निर्देशकांमधील संबंधांबद्दल एक अनुभवजन्य कायदा. त्यानंतर, शास्त्रज्ञाच्या नावावरून, त्याला ओमचा नियम म्हटले जाऊ लागले.

नंतर असे दिसून आले की ही वैशिष्ट्ये विजेच्या संपर्कात कंडक्टरच्या प्रतिकारापेक्षा अधिक काही नाहीत. हे बाह्य प्रतिकार (आर) आहे. वर्तमान स्त्रोताचे अंतर्गत प्रतिकार (r) वैशिष्ट्य देखील आहे.

सर्किट विभागासाठी ओमचा नियम

सर्किटच्या एका विशिष्ट विभागासाठी सामान्यीकृत ओहमच्या नियमानुसार, सर्किटच्या एका विभागातील वर्तमान ताकद विभागाच्या टोकाला असलेल्या व्होल्टेजच्या थेट प्रमाणात आणि प्रतिकाराच्या व्यस्त प्रमाणात असते.

जेथे U हा विभागाच्या शेवटी व्होल्टेज आहे, I वर्तमान ताकद आहे, R हा कंडक्टरचा प्रतिकार आहे.

वरील सूत्र लक्षात घेऊन, साध्या गणितीय क्रिया करून U आणि R ची अज्ञात मूल्ये शोधणे शक्य आहे.

वरील सूत्रे केवळ तेव्हाच वैध आहेत जेव्हा नेटवर्कला केवळ प्रतिकार अनुभव येतो.

बंद सर्किटसाठी ओमचा नियम

सध्याची ताकद पूर्ण साखळीसर्किटच्या एकसंध आणि एकसंध विभागांच्या प्रतिकारांच्या बेरजेने भागलेल्या EMF च्या समान.

बंद नेटवर्कमध्ये अंतर्गत आणि दोन्ही असतात बाह्य वर्ण. त्यामुळे संबंधांची सूत्रे वेगळी असतील.

कुठे ई - इलेक्ट्रोमोटिव्ह शक्ती(ईएमएफ), आर - स्त्रोताचा बाह्य प्रतिकार, आर - स्त्रोताचा अंतर्गत प्रतिकार.

सर्किटच्या एकसमान नसलेल्या विभागासाठी ओमचा नियम

बंद विद्युत नेटवर्कमध्ये रेखीय आणि नॉनलाइनर निसर्गाचे विभाग असतात. वर्तमान स्रोत नसलेले आणि बाह्य प्रभावांवर अवलंबून नसलेले विभाग रेखीय आहेत आणि स्रोत असलेले विभाग नॉनलाइनर आहेत.

एकसंध निसर्गाच्या नेटवर्कच्या विभागासाठी ओमचा नियम वर नमूद केला आहे. नॉनलाइनर विभागावरील कायद्याचे खालील स्वरूप असेल:

I = U/ R = f1 – f2 + E/ R

जेथे f1 – f2 हा संभाव्य फरक आहे अंतिम बिंदूनेटवर्क विभागाचा विचाराधीन

आर - एकूण प्रतिकारसर्किटचा नॉनलाइनर विभाग

सर्किटच्या नॉनलाइनर विभागाचा ईएमएफ असू शकतो शून्यापेक्षा जास्तकिंवा कमी. जर प्रवाहाच्या हालचालीची दिशा स्त्रोताकडून येणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाच्या हालचालीसह विद्युत नेटवर्क, योगायोगाने, सकारात्मक स्वरूपाच्या शुल्काची हालचाल प्रबळ होईल आणि emf सकारात्मक असेल. दिशानिर्देश जुळल्यास, EMF द्वारे तयार केलेल्या नकारात्मक शुल्काची हालचाल नेटवर्कमध्ये वाढेल.

पर्यायी प्रवाहासाठी ओमचा नियम

नेटवर्कमध्ये कॅपॅसिटन्स किंवा जडत्व असल्यास, गणनामध्ये ते त्यांचे प्रतिकार निर्माण करतात हे विचारात घेणे आवश्यक आहे, ज्यामधून प्रवाह परिवर्तनीय बनतो.

साठी ओमचा कायदा एसीअसे दिसते:

जेथे विद्युत नेटवर्कच्या संपूर्ण लांबीसह Z हा प्रतिकार असतो. त्याला प्रतिबाधा असेही म्हणतात. प्रतिबाधामध्ये सक्रिय आणि प्रतिक्रियाशील प्रतिकार असतो.

ओमचा नियम हा मूलभूत वैज्ञानिक कायदा नाही, परंतु केवळ एक अनुभवजन्य संबंध आहे आणि काही परिस्थितींमध्ये तो पाळला जाऊ शकत नाही:

• नेटवर्क आहे तेव्हा उच्च वारंवारता, सह इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड बदलते उच्च गती, आणि गणनामध्ये चार्ज वाहकांची जडत्व लक्षात घेणे आवश्यक आहे;
• सुपरकंडक्टिव्हिटी असलेल्या पदार्थांसह कमी तापमानाच्या स्थितीत;
• जेव्हा कंडक्टर उत्तीर्ण व्होल्टेजने जोरदारपणे गरम केला जातो, तेव्हा विद्युत् प्रवाह आणि व्होल्टेजचे गुणोत्तर बदलते आणि सामान्य नियमांशी जुळत नाही;
• अंतर्गत असताना उच्च व्होल्टेजकंडक्टर किंवा डायलेक्ट्रिक;
• एलईडी दिवे मध्ये;
• सेमीकंडक्टर आणि सेमीकंडक्टर उपकरणांमध्ये.

त्या बदल्यात, घटक आणि कंडक्टर जे ओमच्या नियमाचे पालन करतात त्यांना ओमिक म्हणतात.

ओमचा नियम काही नैसर्गिक घटनांचे स्पष्टीकरण देऊ शकतो. उदाहरणार्थ, जेव्हा आपण पक्ष्यांना हाय-व्होल्टेज तारांवर बसलेले पाहतो, तेव्हा आपल्याला एक प्रश्न पडतो - त्यांच्यावर विद्युत प्रवाहाचा परिणाम का होत नाही? हे अगदी सोप्या पद्धतीने स्पष्ट केले आहे. तारांवर बसलेले पक्षी हे एक प्रकारचे कंडक्टर आहेत. बहुतेकव्होल्टेज पक्ष्यांमधील अंतरांवर पडतो आणि "कंडक्टर" वर पडणारा भाग त्यांना धोका देत नाही.

परंतु हा नियम केवळ एकाच संपर्कासह कार्य करतो. जर एखाद्या पक्ष्याने तार किंवा तार खांबाला त्याच्या चोचीने किंवा पंखाने स्पर्श केला तर तो अपरिहार्यपणे मरतो. प्रचंड रक्कमया भागांमध्ये तणाव आहे. अशी प्रकरणे सर्वत्र घडतात. त्यामुळे सुरक्षेच्या कारणास्तव काही वस्त्यांमध्ये पक्ष्यांपासून संरक्षण करण्यासाठी विशेष उपकरणे बसवण्यात आली आहेत धोकादायक व्होल्टेज. अशा पेर्चवर पक्षी पूर्णपणे सुरक्षित असतात.

ओमचा नियम सरावातही मोठ्या प्रमाणावर वापरला जातो. वीज केवळ स्पर्शाने मानवांसाठी प्राणघातक आहे. बेअर वायर. पण काही बाबतीत प्रतिकार मानवी शरीरभिन्न असू शकते.

उदाहरणार्थ, घामाने झाकलेल्या जखमेच्या किंवा त्वचेपेक्षा कोरड्या आणि अखंड त्वचेला विजेच्या प्रभावांना जास्त प्रतिकार असतो. जास्त काम, चिंताग्रस्त ताण आणि नशा यामुळे, अगदी लहान व्होल्टेजसह, एखाद्या व्यक्तीला जोरदार विद्युत शॉक मिळू शकतो.

सरासरी, मानवी शरीराचा प्रतिकार 700 ओहम आहे, याचा अर्थ एखाद्या व्यक्तीसाठी ते आहे. सुरक्षित व्होल्टेज 35 V वर. उच्च व्होल्टेजसह काम करताना, विशेषज्ञ वापरतात.

1827 मध्ये, जॉर्ज ओम यांनी त्यांचे संशोधन प्रकाशित केले, जे आजपर्यंत वापरल्या जाणाऱ्या सूत्राचा आधार बनते. ओमने प्रयोगांची एक मोठी मालिका केली ज्याने लागू व्होल्टेज आणि कंडक्टरमधून वाहणारा विद्युत् प्रवाह यांच्यातील संबंध दर्शविला.

हा कायदा अनुभवजन्य आहे, म्हणजेच अनुभवावर आधारित आहे. "ओम" हे पदनाम अधिकृत एसआय युनिट म्हणून स्वीकारले आहे विद्युत प्रतिकार.

सर्किट विभागासाठी ओमचा नियमसांगते की कंडक्टरमधील विद्युत प्रवाह हा त्यातील संभाव्य फरकाच्या थेट प्रमाणात आणि त्याच्या प्रतिकाराच्या व्यस्त प्रमाणात असतो. कंडक्टरचा प्रतिकार (गोंधळ होऊ नये) हे स्थिर मूल्य आहे हे लक्षात घेऊन, आपण हे खालील सूत्राने तयार करू शकतो:

• I - अँपिअरमध्ये प्रवाह (A)
• V - व्होल्टमधील व्होल्टेज (V)
• आर - ओममधील प्रतिकार (ओहम)

स्पष्टतेसाठी: 1 Ohm च्या रेझिस्टन्ससह रेझिस्टर, ज्याद्वारे 1 A चा प्रवाह वाहतो, त्याच्या टर्मिनल्सवर 1 V चा संभाव्य फरक (व्होल्टेज) असतो.

जर्मन भौतिकशास्त्रज्ञ किर्चहॉफ (त्याच्या किर्चहॉफ नियमांसाठी प्रसिद्ध) यांनी एक सामान्यीकरण केले जे भौतिकशास्त्रात अधिक वापरले जाते:

• σ - सामग्री चालकता
• J - वर्तमान घनता
• ई हे विद्युत क्षेत्र आहे.

ओमचा नियम आणि रेझिस्टर

प्रतिरोधक हे निष्क्रीय घटक आहेत जे प्रवाहाला प्रतिकार देतात विद्युत प्रवाहसाखळी मध्ये. , जे ओमच्या नियमानुसार कार्य करते, त्याला ओमिक प्रतिरोध म्हणतात. जेव्हा विद्युत् प्रवाह अशा रेझिस्टरमधून जातो तेव्हा त्याच्या टर्मिनल्समध्ये व्होल्टेज ड्रॉप रेझिस्टन्सच्या मूल्याच्या प्रमाणात असते.

सह सर्किट्ससाठी ओहमचे सूत्र वैध राहते पर्यायी व्होल्टेजआणि इलेक्ट्रिक शॉक. ओमचा नियम कॅपेसिटर आणि इंडक्टरसाठी योग्य नाही, कारण त्यांचे वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्य (व्होल्ट-अँपियर वैशिष्ट्य) मूलत: रेखीय नाही.

ओमचे सूत्र एकाधिक प्रतिरोधकांसह सर्किट्ससाठी समान कार्य करते, जे मालिका, समांतर किंवा जोडले जाऊ शकतात मिश्रित संयुग. मालिका किंवा समांतर जोडलेले प्रतिरोधकांचे गट समतुल्य प्रतिरोध म्हणून सरलीकृत केले जाऊ शकतात.

हे कसे करावे याबद्दल आणि कनेक्शनबद्दलचे लेख अधिक तपशीलवार वर्णन करतात.

जर्मन भौतिकशास्त्रज्ञ जॉर्ज सायमन ओम यांनी त्याचे प्रकाशन केले पूर्ण सिद्धांतविजेला "गॅल्व्हनिक सर्किट सिद्धांत" म्हणतात. त्याला असे आढळले की सर्किटच्या एका विभागात व्होल्टेज ड्रॉप हे सर्किटच्या त्या विभागाच्या प्रतिकारातून वाहणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाच्या कार्याचा परिणाम आहे. हे आज आपण वापरत असलेल्या कायद्याचा आधार बनला. रोधकांसाठी कायदा हे मूलभूत समीकरणांपैकी एक आहे.

ओमचा नियम - सूत्र

जेव्हा तीन पैकी दोन चल ज्ञात असतात तेव्हा ओमचे नियम सूत्र वापरले जाऊ शकते. प्रतिकार, विद्युत् प्रवाह आणि व्होल्टेज यांच्यातील संबंध वेगवेगळ्या प्रकारे लिहिता येतात. ओमचा त्रिकोण आत्मसात करण्यासाठी आणि लक्षात ठेवण्यासाठी उपयुक्त ठरू शकतो.

खाली अशा त्रिकोणी कॅल्क्युलेटर वापरण्याची दोन उदाहरणे आहेत.

आमच्याकडे सर्किटमध्ये 1 Ohm च्या रेझिस्टन्ससह त्याच्या टर्मिनल्सवर 100V ते 10V पर्यंत व्होल्टेज ड्रॉप आहे.या रेझिस्टरमधून कोणता विद्युत प्रवाह वाहतो?त्रिकोण आपल्याला याची आठवण करून देतो:
आमच्याकडे 10 Ohms च्या रेझिस्टन्ससह एक रेझिस्टर आहे ज्याद्वारे 120V च्या व्होल्टेजवर 2 Amperes चा प्रवाह वाहतो.या रेझिस्टरवर व्होल्टेज ड्रॉप किती असेल?त्रिकोण वापरणे आम्हाला दाखवते की:अशा प्रकारे, पिनवरील व्होल्टेज 120-20 = 100 V असेल.

ओमचा नियम - शक्ती

विद्युत प्रवाह जेव्हा रेझिस्टरमधून वाहतो तेव्हा तो विरून जातो ठराविक भागउष्णता स्वरूपात शक्ती.

पॉवर हे प्रवाहित करंट I (A) आणि लागू व्होल्टेज V (V) चे कार्य आहे:

• P - वॅट्समधील पॉवर (V)

सर्किटच्या एका विभागासाठी ओमच्या नियमासह एकत्रित केल्यावर, सूत्र खालील स्वरूपात रूपांतरित केले जाऊ शकते:

एक आदर्श रेझिस्टर सर्व ऊर्जा नष्ट करतो आणि कोणतीही विद्युत किंवा चुंबकीय ऊर्जा साठवत नाही. प्रत्येक रेझिस्टरला रेझिस्टरला इजा न करता विसर्जन करता येणाऱ्या शक्तीची मर्यादा असते. ही शक्ती आहे नाममात्र म्हणतात.

पर्यावरणीय परिस्थिती हे मूल्य कमी किंवा वाढवू शकते. उदाहरणार्थ, जर सभोवतालची हवा गरम असेल, तर रेझिस्टरची अतिरिक्त उष्णता विसर्जित करण्याची क्षमता कमी होते आणि त्याउलट, जेव्हा सभोवतालचे तापमान कमी असते तेव्हा प्रतिरोधकांची विसर्जन क्षमता वाढते.

सराव मध्ये, प्रतिरोधक क्वचितच नियुक्त केले जातात रेट केलेली शक्ती. तथापि, बहुतेक प्रतिरोधकांना 1/4 किंवा 1/8 वॅट वर रेट केले जाते.

खाली आहे पाई चार्ट, जे तुम्हाला पॉवर, करंट, व्होल्टेज आणि रेझिस्टन्समधील संबंध पटकन निर्धारित करण्यात मदत करेल. चार पॅरामीटर्सपैकी प्रत्येकासाठी, त्याचे मूल्य कसे मोजायचे ते दर्शविते.

ओमचा कायदा - कॅल्क्युलेटर

दिले ऑनलाइन कॅल्क्युलेटरओमचा कायदा आपल्याला सध्याच्या सामर्थ्यामधील संबंध निर्धारित करण्यास अनुमती देतो, विद्युत व्होल्टेज, कंडक्टर प्रतिरोध आणि शक्ती. गणना करण्यासाठी, कोणतेही दोन पॅरामीटर्स प्रविष्ट करा आणि गणना बटणावर क्लिक करा.

चला एक विद्युतीय सर्किट एकत्र करू ज्यामध्ये वर्तमान स्त्रोत (ज्यामुळे तुम्हाला व्होल्टेज सहजतेने बदलता येते), एक ॲमीटर, निकेल वायरचे सर्पिल (कंडक्टर), एक कळ आणि सर्पिलच्या समांतर जोडलेले व्होल्टमीटर (या सर्किटचे आकृती) जवळ दर्शविले आहे, आयत कंडक्टरचे प्रतीक आहे).

चला सर्किट बंद करू आणि इन्स्ट्रुमेंट रीडिंग लक्षात घ्या. मग, वर्तमान स्त्रोत वापरुन, आम्ही सहजतेने व्होल्टेज बदलतो (ते दुप्पट करणे चांगले आहे). कॉइलवरील व्होल्टेज देखील दुप्पट होईल आणि ॲमीटर दुप्पट वर्तमान दर्शवेल. व्होल्टेज \(3\) पटीने वाढवल्यास, सर्पिलवरील व्होल्टेज तिप्पट वाढते आणि वर्तमान ताकद त्याच प्रमाणात वाढते.
अशाप्रकारे, अनुभव दर्शवितो की एकाच कंडक्टरला लावलेला व्होल्टेज कितीही वेळा वाढला तरी त्यातील वर्तमान ताकद त्याच प्रमाणात वाढते. दुसऱ्या शब्दांत:

लक्ष द्या!

कंडक्टरमधील वर्तमान ताकद कंडक्टरच्या टोकावरील व्होल्टेजच्या थेट प्रमाणात असते.

हे नाते ग्राफिक पद्धतीने चित्रित केले जाऊ शकते. या कंडक्टरच्या टोकांमधील व्होल्टेजवर कंडक्टरमधील विद्युत् प्रवाहाचे अवलंबन असे म्हणतात.

विद्युत् प्रवाहाच्या विद्युतीय सर्किटमध्ये विविध कंडक्टर आणि ॲमीटर समाविष्ट करून, आपण हे लक्षात घेऊ शकता की वेगवेगळ्या कंडक्टरसह ॲमीटर रीडिंग भिन्न आहेत, म्हणजे. दिलेल्या सर्किटमध्ये सध्याची ताकद वेगळी असते.

वेळापत्रकही वेगळे असेल.

या कंडक्टरच्या टोकाशी वैकल्पिकरित्या जोडलेले व्होल्टमीटर समान व्होल्टेज दर्शविते. याचा अर्थ सर्किटमधील वर्तमान ताकद केवळ व्होल्टेजवरच नव्हे तर सर्किटमध्ये समाविष्ट असलेल्या कंडक्टरच्या गुणधर्मांवर देखील अवलंबून असते. कंडक्टरच्या गुणधर्मांवरील विद्युत् प्रवाहाचे अवलंबित्व या वस्तुस्थितीद्वारे स्पष्ट केले जाते की भिन्न कंडक्टरमध्ये भिन्न विद्युत प्रतिकार असतो.

लक्ष द्या!

विद्युत प्रतिकार - भौतिक प्रमाण. हे पत्र आर द्वारे नियुक्त केले आहे.

प्रतिकाराचे एकक \(1\) असे मानले जाते. ओम- अशा कंडक्टरचा प्रतिकार ज्यामध्ये व्होल्टेजच्या टोकाशी \(1\) व्होल्टवर्तमान सामर्थ्य \(1\) अँपिअरच्या समान आहे.

थोडक्यात असे लिहिले आहे: 1 Ohm = 1 V 1 A.

प्रतिकाराची इतर एकके देखील वापरली जातात: मिलीओहम (एमओएचएम), किलोहम (केओएचएम), मेगाओहम (एमओएचएम).

\(1\) mOhm = \(0.001\) Ohm;

\(1\) kOhm = \(1000\) ओहम;

\(1\) MOhm = \(1,000,000\) ओहम.

प्रतिकाराचे कारण खालीलप्रमाणे आहे: इलेक्ट्रॉन धातूच्या क्रिस्टल जाळीच्या आयनांशी संवाद साधतात. या प्रकरणात, इलेक्ट्रॉन्सची क्रमबद्ध हालचाल मंदावते आणि त्यातील एक लहान संख्या कंडक्टरच्या क्रॉस सेक्शनमधून \(1\) s मध्ये जाते. त्यानुसार, \(1\) s साठी इलेक्ट्रॉन्सद्वारे हस्तांतरित केलेले शुल्क कमी होते, म्हणजे. वर्तमान कमी होते. अशा प्रकारे, प्रत्येक कंडक्टर, जसा होता, तो विद्युत प्रवाहाचा प्रतिकार करतो आणि त्यास प्रतिकार प्रदान करतो. त्यामुळे:

लक्ष द्या!

क्रिस्टल जाळीच्या आयनांसह हलत्या इलेक्ट्रॉनचा परस्परसंवाद हे प्रतिकाराचे कारण आहे.

सर्किटमधील वर्तमान शक्ती प्रतिकारावर कशी अवलंबून असते या प्रश्नाचे उत्तर देण्यासाठी, आपण अनुभवाकडे वळू या.

आकृती एक इलेक्ट्रिकल सर्किट दर्शविते ज्यामध्ये वर्तमान स्त्रोत बॅटरी आहे. या सर्किटला वेगवेगळ्या प्रतिकारांसह कंडक्टर जोडलेले आहेत. प्रयोगादरम्यान कंडक्टरच्या टोकावरील व्होल्टेज स्थिर ठेवला जातो. व्होल्टमीटर रीडिंग वापरून याचे परीक्षण केले जाते. सर्किटमधील विद्युत् प्रवाह हे अँमीटरने मोजले जाते. खाली तीन भिन्न कंडक्टरसह प्रयोगांचे परिणाम आहेत.

प्रायोगिक परिणामांचा सारांश देऊन, आम्ही निष्कर्षापर्यंत पोहोचतो की:

लक्ष द्या!

कंडक्टरमधील विद्युत् प्रवाह कंडक्टरच्या प्रतिकाराच्या व्यस्त प्रमाणात आहे.

सर्किटच्या एका विभागाच्या शेवटी असलेल्या व्होल्टेजवर विद्युत् प्रवाहाचे अवलंबन आणि या विभागाच्या प्रतिरोधनाला ओहमचा कायदा म्हणतात - हे नाव जर्मन शास्त्रज्ञ जॉर्ज ओम यांच्या नावावर आहे, ज्यांनी 1827 मध्ये हा नियम शोधला.
ओमचा नियम असे वाचतो:

सर्किटच्या एका विभागातील वर्तमान ताकद या विभागाच्या शेवटी असलेल्या व्होल्टेजच्या थेट प्रमाणात आणि त्याच्या प्रतिकाराच्या व्यस्त प्रमाणात असते.

आणि हे असे लिहिले आहे:

जेथे \(I\) सर्किटच्या विभागातील वर्तमान ताकद आहे, \(U\) या विभागातील व्होल्टेज आहे, \(R\) हा विभागाचा प्रतिकार आहे.

त्याच व्होल्टेजवर कंडक्टरच्या प्रतिकारावरील विद्युत् प्रवाहाचे अवलंबित्व ग्राफिक पद्धतीने दर्शविले जाऊ शकते:

प्रायोगिकरित्या प्रतिकार शोधण्याचे अनेक मार्ग आहेत:

सर्किटच्या एका भागासाठी विद्युत प्रतिरोधकता ओमच्या नियमाद्वारे निर्धारित केली जाते. घटकांमध्ये होणाऱ्या प्रक्रिया समजून घेण्यासाठी इलेक्ट्रिकल सर्किट डीसी, देणे आवश्यक आहे सामान्य व्याख्याओमचा कायदा.

ओमचा कायदा

सर्किटच्या एका विभागातील वर्तमान ताकद नेहमी दिलेल्या विभागातील व्होल्टेजच्या थेट प्रमाणात आणि विभागाच्या प्रतिकाराच्या व्यस्त प्रमाणात असते.

अशीच व्याख्या इलेक्ट्रोलाइट सोल्यूशन्ससाठी देखील सत्य असेल. सामान्य कायदावर्तमान स्रोत नसलेल्या सर्किटच्या एकसंध विभागाचे वर्णन करताना ओहम वैशिष्ट्यपूर्ण आहे.

सूत्रे संकलित करताना, प्रविष्ट करा अतिरिक्त वैशिष्ट्ये. त्यापैकी समानता गुणांक आहे. ते $1=R$ या स्वरूपात लिहिलेले आहे. ते खालीलप्रमाणे $I = \frac(U)(R)$.

$R$ हा कंडक्टर रेझिस्टन्स आहे.

प्रतिकार सामान्यतः ohms (ओहम) मध्ये मोजला जातो.

विद्युत अभियांत्रिकीमध्ये ओमचा नियम हा मुख्य कायदा आहे. ते वापरणे:

• इलेक्ट्रिकल सर्किट्सचा अभ्यास आणि गणना केली जाते;
• प्रतिरोध आणि व्होल्टेज यांच्यात तार्किक संबंध स्थापित केला जातो.

व्याख्या १

वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्य - कार्यात्मक अवलंबित्वसर्किट विभागाचा घटक. घटकाच्या विद्युत गुणधर्मांसाठी हे एक अतिशय महत्त्वाचे प्रमाण आहे. हे अवलंबित्व $I = I(U)$ म्हणून दर्शविले जाऊ शकते.

परिस्थितीनुसार, समान वैशिष्ट्ये प्राप्त होऊ शकतात विविध आकारआणि अभिव्यक्ती. सर्वात सोपा प्रकारचा वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्य जॉर्ज ओमने सूत्रामध्ये व्यक्त केला होता, ज्यांच्या नावावर वर्तमान प्रतिरोधनाचे एकक नाव देण्यात आले होते. शास्त्रज्ञाने त्याच्या सिद्धांताची पुष्टी असंख्य प्रयोगांसह केली, मेटल कंडक्टरवर प्रयोग लागू केले.

ओमचा नियम सैद्धांतिकदृष्ट्या समजून घेतला पाहिजे आणि व्यावहारिक पातळीठरवण्यासाठी विविध कार्ये. कायद्याचे मूलभूत पॅरामीटर्स चुकीच्या पद्धतीने लागू केले असल्यास, परिणाम चुकीच्या वैशिष्ट्यांवर होतो आणि त्यामुळे असंख्य चुका होतात.

सर्किटच्या एका विभागात ओमचा नियम लागू करणे

इलेक्ट्रिकल सर्किटच्या प्रत्येक विभागाचे तीन मूलभूत प्रमाण वापरून वर्णन केले जाऊ शकते:

• प्रतिकार
• तणाव;
• वर्तमान

या संयोगाला "ओम त्रिकोण" असेही म्हणतात, कारण हे प्रमाण सर्व विद्युत अभियांत्रिकी प्रक्रियांचे वैशिष्ट्य आहे.

सर्किटच्या एका विभागातील व्होल्टेज व्होल्ट (V), ओहम (ओहम) मध्ये प्रतिरोध आणि अँपिअर (ए) मध्ये विद्युत् प्रवाह व्यक्त केला जातो अशा प्रकरणांमध्येच केलेली सर्व गणना अर्थपूर्ण ठरते. मोजमापाची इतर एकके किंवा त्यांचे गुणाकार वापरताना, क्रियांची अतिरिक्त मालिका करणे आवश्यक आहे जेणेकरून इच्छित परिणाम गणनाच्या कार्ये आणि उद्देशांचे पूर्णपणे पालन करेल. हे करण्यासाठी, वापरल्या जाणाऱ्या परिमाणांची अनेक एकके पारंपारिक प्रमाणात रूपांतरित केली जातात.

मापनाची अनेक एकके:

• मिलिव्होल्ट्स;
• milliamps;
• megaohms

मोजमापांच्या एकाधिक युनिट्समध्ये गणना करताना, व्होल्टेज नेहमी व्होल्टमध्ये व्यक्त केले जाते.

ओमचा नियम वापरून सर्किटच्या एका विभागातील प्रतिकार मोजण्यासाठी, आपण प्रथम सर्किटच्या दिलेल्या विभागात विद्युत प्रवाह निश्चित करणे आवश्यक आहे. सर्किटच्या विशिष्ट विभागाच्या प्रतिकाराने व्होल्टेज विभाजित केले जाते. या क्रिया कोणत्याही क्षेत्रात त्रुटीशिवाय केल्या जाऊ शकतात.

सर्किटमधील व्होल्टेज निश्चित करण्यासाठी $U = IR$ हे सूत्र वापरा.

या सूत्रानुसार, इलेक्ट्रिकल सर्किटच्या दोन्ही टोकांवरील व्होल्टेज थेट प्रतिकार आणि विद्युत् प्रवाह यांच्या प्रमाणात असते. दुस-या शब्दात सांगायचे तर, जर तुम्ही दिलेल्या क्षेत्रातील प्रतिकार सतत बदलण्याचा प्रयत्न करत नसाल, तर जेव्हा विद्युत् प्रवाह वाढतो तेव्हा व्होल्टेज वाढवण्याची पद्धत वापरली जाते.

सर्किटमधील महत्त्वपूर्ण व्होल्टेजशी संबंधित असेल उच्च प्रवाह. हे नियम तेव्हा लागू होतात सतत प्रतिकार. येथे समान वर्तमान प्राप्त करण्यासाठी विविध प्रतिकारअधिक व्होल्टेज अधिक प्रतिरोधनाशी संबंधित असावे.

व्होल्टेज ड्रॉप म्हणजे संपूर्ण व्होल्टेज विशिष्ट क्षेत्रसाखळ्या याचा अर्थ असा की व्होल्टेज आणि व्होल्टेज ड्रॉप या एकसारख्या संकल्पना आहेत आणि सर्किटमधील काही प्रमाणात व्होल्टेज गमावण्याशी “डुबकी” या शब्दाचा काहीही संबंध नाही. व्होल्टेज कमी व्होल्टेज ड्रॉप पासून वेगळे करणे आवश्यक आहे.

प्रतिकार गणना

सर्किटच्या एका विभागातील प्रतिकार $R = \frac(U)(I)$ या शास्त्रीय सूत्राने मोजला जातो. हे करण्यासाठी, आपल्याला व्होल्टेज आणि वर्तमान मूल्ये सेट करणे आवश्यक आहे. रेझिस्टन्स म्हणजे व्होल्टेज आणि करंटचे गुणोत्तर.

व्होल्टेजमध्ये एकापेक्षा जास्त वाढ किंवा घट झाल्यास, प्रवाह देखील एका दिशेने किंवा दुसर्या दिशेने अनेक वेळा बदलतो. विद्युत् प्रवाहाचे व्होल्टेजचे गुणोत्तर, जे प्रतिरोधकतेच्या बरोबरीचे असते, ते नेहमी सारखेच असते.

विशिष्ट कंडक्टरचा प्रतिकार व्होल्टेज आणि करंटपासून स्वतंत्र असतो. हे कंडक्टरच्या सामग्रीवर, त्याची लांबी आणि क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रावर अवलंबून असेल. सर्किटच्या एका विभागातील प्रतिरोधकतेची गणना करण्याचे सूत्र विद्युत् प्रवाह निर्धारित करण्याच्या सूत्रासारखेच आहे, परंतु त्यांच्यामध्ये मूलभूत फरक आहे.

यात सर्किटच्या विशिष्ट विभागातील विद्युत् प्रवाह व्होल्टेज आणि प्रतिकारांवर अवलंबून असतो आणि म्हणूनच त्याच प्रकारे बदलते. सर्किटच्या या विभागातील प्रतिकार आहे स्थिर. हे वर्तमान आणि व्होल्टेज मूल्यांमधील बदलांवर अवलंबून नाही, परंतु या प्रमाणांच्या गुणोत्तराच्या समान आहे.

वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्यपूर्ण

ओमचा नियम वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्याच्या स्वरूपात सादर केला जातो. दोन आनुपातिक प्रमाणांमधील संबंध आलेखावरील सरळ रेषेद्वारे व्यक्त केला जातो. तो उत्पत्तीतून जातो. प्रमाणांच्या अशा थेट आनुपातिक अवलंबनाला रेखीय अवलंबन देखील म्हणतात.

व्होल्टेज आणि करंटच्या नकारात्मक मूल्यांवर सर्किटच्या एका विभागासाठी ओहमच्या नियमाच्या ग्राफिकल अभिव्यक्तीमध्ये, एक सरळ रेषा देखील काढली जाते. याचा अर्थ सर्किटमधील विद्युत् प्रवाह त्यातून जातो भिन्न दिशानिर्देशसमान येथे अधिक प्रतिकारसमान व्होल्टेजसह करंटचे मूल्य कमी असते.

वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्य विशेष उपकरणे वापरून संकलित केले आहे. रेखीय उपकरणे अशी आहेत ज्यांचे वैशिष्ट्य सरळ रेषेद्वारे व्यक्त केले जाते आणि ते निर्देशांकांच्या उत्पत्तीतून जाते.

वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्य संकलित करताना, विशेषज्ञ रेखीय प्रतिकार आणि रेखीय सर्किट्सच्या संकल्पना देखील वापरतात.

व्याख्या २

नॉनलाइनर उपकरणे अशी आहेत ज्यांचा विद्युत् प्रवाह किंवा व्होल्टेज बदलल्यावर प्रतिकार बदलतो. अशा प्रकरणांसाठी, ओमचा कायदा यापुढे लागू होणार नाही.

ओमचा कायदा.

I = U/R

जेथे U हा विभागाच्या शेवटी व्होल्टेज आहे, I वर्तमान ताकद आहे, R हा कंडक्टरचा प्रतिकार आहे.

R=U/I

ही सूत्रे फक्त तेव्हाच वैध असतात जेव्हा नेटवर्कला केवळ प्रतिकाराचा अनुभव येतो.

हालचाल स्थिती विद्युत शुल्ककंडक्टरमध्ये त्याची उपस्थिती असते विद्युत क्षेत्र, जे नावाच्या विशेष उपकरणांद्वारे तयार आणि समर्थित आहे वर्तमान स्रोत.

वर्तमान स्त्रोताचे वैशिष्ट्य दर्शविणारी मुख्य मात्रा म्हणजे त्याची इलेक्ट्रोमोटिव्ह शक्ती.

स्त्रोताचे इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स (संक्षिप्त EMF) हे एक स्केलर भौतिक प्रमाण आहे जे स्त्रोत टर्मिनल्स (ध्रुव) वर संभाव्य फरक निर्माण करण्यास सक्षम असलेल्या बाह्य शक्तींचे कार्य दर्शवते.

पॉझिटिव्ह युनिट चार्ज असलेल्या चार्ज केलेल्या कणाला स्त्रोताच्या एका ध्रुवावरून दुसऱ्या ध्रुवावर हलवणे बाह्य शक्तींच्या कार्यासारखे आहे, म्हणजे.

SI मध्ये, EMF व्होल्ट (V) मध्ये मोजले जाते, म्हणजे. व्होल्टेज सारख्याच युनिट्समध्ये.

बाह्य स्त्रोत शक्ती ही अशी शक्ती आहेत जी स्त्रोतामध्ये शुल्क वेगळे करतात आणि त्याद्वारे त्याच्या ध्रुवांवर संभाव्य फरक निर्माण करतात. ही शक्ती भिन्न स्वरूपाची असू शकते, परंतु विद्युतीय नाही (म्हणूनच नाव) - यांत्रिक शक्ती, बॅटरीमधील रासायनिक वातावरण; फोटोसेल्समध्ये चमकदार प्रवाह.

EMF ची दिशा म्हणजे जनरेटरच्या आत वजा ते प्लस पर्यंत विद्युत व्यतिरिक्त इतर निसर्गाच्या प्रभावाखाली सकारात्मक शुल्काच्या सक्तीच्या हालचालीची दिशा.

अंतर्गत प्रतिकारजनरेटर म्हणजे त्यातील संरचनात्मक घटकांचा प्रतिकार.

जर इलेक्ट्रिकल सर्किट दोन विभागांमध्ये विभागले गेले असेल - बाह्य, प्रतिकार सह आर, आणि अंतर्गत, प्रतिकार सह आर, तर वर्तमान स्त्रोताचा EMF सर्किटच्या बाह्य आणि अंतर्गत विभागांवरील व्होल्टेजच्या बेरजेइतका असेल:

ओमच्या नियमानुसार, सर्किटच्या कोणत्याही विभागातील व्होल्टेज वाहत्या प्रवाहाच्या परिमाण आणि त्याच्या प्रतिकाराने निर्धारित केले जाते:

तेव्हापासून

, (3)

त्या येथे स्त्रोत ध्रुवांवर व्होल्टेज बंद सर्किटसर्किटच्या अंतर्गत आणि बाह्य विभागांच्या प्रतिकारांच्या गुणोत्तरावर अवलंबून असते. अंदाजे समान असल्यास यू.

विद्युत प्रतिकार.

विद्युतप्रवाह रोखण्यासाठी कंडक्टर सामग्रीच्या गुणधर्माला विद्युत प्रतिरोध म्हणतात.

ओमच्या नियमातून: आर = यू / आय

विद्युत प्रतिकाराचे एकक 1 ओम आहे.

कंडक्टरचा प्रतिकार 1 ohm असतो आणि तो 1 V च्या व्होल्टेजवर 1 A चा प्रवाह वाहून नेतो.

प्रतिकाराच्या परस्परसंबंधाला विद्युत चालकता म्हणतात:

चालकतेचे एकक सीमेन्स आहे:

विशिष्ट चालकतेच्या परस्परसंबंधाला म्हणतात प्रतिरोधकता r, i.e.

तापमानात वाढ होण्याबरोबरच पदार्थाच्या कणांच्या गोंधळलेल्या थर्मल गतीमध्ये वाढ होते, ज्यामुळे त्यांच्याशी इलेक्ट्रॉनच्या टक्कर होण्याच्या संख्येत वाढ होते आणि इलेक्ट्रॉनची क्रमबद्ध हालचाल गुंतागुंतीची होते.

प्रतिकार एक प्रतिरोधक आहे.

नोडल क्षमतांची पद्धत.

उदाहरण 2.7.4.

अंजीर मधील सर्किटसाठी नोडल पोटेंशिअल्सची पद्धत वापरून शाखांमधील प्रवाहांची मूल्ये आणि दिशानिर्देश निश्चित करा. 2.7.4 जर:

E1=108 V; E2=90 V; Ri1=2 Ohm; Ri2=1 Ohm; R1=28 ओहम; R2=39 ओहम; R3=60 Ohm.

उपाय.

आम्ही शाखांमधील प्रवाह निश्चित करतो.

दोन नोड पद्धत.

इलेक्ट्रिकल सर्किट्सची गणना करण्यासाठी सामान्य पद्धतींपैकी एक आहे दोन नोड पद्धत.जेव्हा साखळीमध्ये फक्त दोन नोड्स असतात तेव्हा ही पद्धत वापरली जाते

लूप चालू पद्धत.

क्रियांचे अल्गोरिदम खालीलप्रमाणे आहे:

किर्चहॉफच्या दुसऱ्या नियमानुसार, लूप करंट्सबाबत, आम्ही सर्व स्वतंत्र लूपसाठी समीकरणे तयार करतो. समानता लिहिताना, ज्या सर्किटसाठी समीकरण काढले जात आहे त्या सर्किटला बायपास करण्याची दिशा दिलेल्या सर्किटच्या सर्किट करंटच्या दिशेशी एकरूप आहे असे समजा. हे देखील लक्षात घेतले पाहिजे की दोन सर्किट्सच्या जवळच्या शाखांमध्ये दोन सर्किट प्रवाह वाहतात. अशा शाखांमधील ग्राहकांमधील व्होल्टेज ड्रॉप प्रत्येक करंटमधून स्वतंत्रपणे घेतले पाहिजे.

आम्ही सर्व शाखांच्या वास्तविक प्रवाहांची दिशा अनियंत्रितपणे सेट करतो आणि त्यांना नियुक्त करतो. वास्तविक प्रवाह अशा प्रकारे चिन्हांकित केले पाहिजेत की समोच्च प्रवाहांमध्ये गोंधळ होऊ नये. वास्तविक प्रवाहांची संख्या करण्यासाठी, तुम्ही एकल अरबी अंक (I1, I2, I3, इ.) वापरू शकता.

बीजगणितीय बेरीज करताना चिन्ह न बदलता, एक लूप करंट घेतला जातो ज्याची दिशा वास्तविक शाखा प्रवाहाच्या स्वीकारलेल्या दिशेशी एकरूप असते. IN अन्यथालूप करंट वजा एक ने गुणाकार केला जातो.

लूप चालू पद्धतीचा वापर करून जटिल सर्किटची गणना करण्याचे उदाहरण.

तांदूळ. 1. लूप चालू पद्धतीचा वापर करून गणनाच्या उदाहरणासाठी इलेक्ट्रिकल सर्किट आकृती

उपाय. या पद्धतीचा वापर करून जटिल सर्किटची गणना करण्यासाठी, स्वतंत्र सर्किटच्या संख्येनुसार दोन समीकरणे तयार करणे पुरेसे आहे. आम्ही लूप करंट्स घड्याळाच्या दिशेने निर्देशित करतो आणि त्यांना I11 आणि I22 दर्शवतो (आकृती 1 पहा).

किर्चॉफच्या लूप करंट्सच्या दुसऱ्या नियमानुसार, आम्ही समीकरणे तयार करतो:

आम्ही सिस्टम सोडवतो आणि लूप करंट्स I11 = I22 = 3 A मिळवतो.

हे सकारात्मक तथ्य म्हणून लक्षात घेतले पाहिजे की लूप चालू पद्धतीमध्ये, किर्चहॉफच्या नियमांनुसार सोल्यूशनच्या तुलनेत, कमी क्रमाच्या समीकरणांची प्रणाली सोडवणे आवश्यक आहे. तथापि, ही पद्धत शाखांचे वास्तविक प्रवाह त्वरित निर्धारित करण्यास परवानगी देत ​​नाही.

ओमचा कायदा.

सर्किटच्या एका विशिष्ट विभागासाठी ओमच्या नियमानुसार, सर्किटच्या एका विभागातील वर्तमान ताकद विभागाच्या शेवटी असलेल्या व्होल्टेजच्या थेट प्रमाणात आणि प्रतिकाराच्या व्यस्त प्रमाणात असते.