|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Podstawowe prawa prądu elektrycznego. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Elektryczność dla początkujących Prawo Ohma. Napięcie i prąd są uważane za najwygodniejsze charakterystyki obwodów elektrycznych. Jedną z głównych cech wykorzystania energii elektrycznej jest szybki transport energii z jednego miejsca do drugiego i przekazanie jej konsumentowi w pożądanej formie. Iloczyn różnicy potencjałów i natężenia prądu daje moc, czyli ilość energii wydzielanej w obwodzie w jednostce czasu. Jak wspomniano powyżej, aby zmierzyć moc w obwodzie elektrycznym, potrzebne byłyby 3 urządzenia. Czy można zrobić z jednym i obliczyć moc na podstawie jego odczytów i niektórych cech obwodu, takich jak jego rezystancja? Wielu osobom ten pomysł się spodobał, uznali go za owocny. Jaki jest więc opór drutu lub obwodu jako całości? Czy drut, podobnie jak rury wodociągowe lub rury w systemie próżniowym, ma stałą właściwość, którą można nazwać oporem? Na przykład w rurach stosunek różnicy ciśnień tworzących przepływ do natężenia przepływu jest zwykle stałą cechą rury. W ten sam sposób przepływ ciepła w drucie podlega prostej zależności, która obejmuje różnicę temperatur, pole przekroju poprzecznego drutu i jego długość. Odkrycie takiej zależności dla obwodów elektrycznych było wynikiem udanych poszukiwań. W latach dwudziestych XIX wieku niemiecki nauczyciel Georg Ohm jako pierwszy zaczął szukać powyższego stosunku. Przede wszystkim dążył do sławy i sławy, która pozwoliłaby mu uczyć na uniwersytecie. To był jedyny powód, dla którego wybrał kierunek studiów, który oferował szczególne korzyści. Om był synem ślusarza, więc wiedział, jak narysować drut metalowy o różnej grubości, którego potrzebował do eksperymentów. Ponieważ w tamtych czasach nie można było kupić odpowiedniego drutu, Om zrobił to własnymi rękami. Podczas eksperymentów wypróbował różne długości, różne grubości, różne metale, a nawet różne temperatury. Wszystkie te czynniki zmieniał po kolei. W czasach Ohma baterie były jeszcze słabe i dawały prąd o zmiennej wartości. W związku z tym badacz wykorzystał termoparę jako generator, którego gorące złącze zostało umieszczone w płomieniu. Ponadto użył prymitywnego amperomierza magnetycznego i zmierzył różnice potencjałów (Ohm nazywał je „napięciami”), zmieniając temperaturę lub liczbę złączy termicznych. Doktryna obwodów elektrycznych właśnie otrzymała swój rozwój. Po wynalezieniu baterii około 1800 roku zaczął się rozwijać znacznie szybciej. Projektowano i wytwarzano różne urządzenia (często ręcznie), odkrywano nowe prawa, pojawiały się koncepcje i terminy itp. Wszystko to prowadziło do głębszego zrozumienia zjawisk i czynników elektrycznych. Aktualizowanie wiedzy o elektryczności z jednej strony spowodowało powstanie nowej dziedziny fizyki, z drugiej strony było podstawą szybkiego rozwoju elektrotechniki tj. baterii, generatorów, układów zasilania oświetlenia i napędu elektrycznego , wynaleziono piece elektryczne, silniki elektryczne itp., inne. Odkrycia Ohma miały ogromne znaczenie zarówno dla rozwoju teorii elektryczności, jak i dla rozwoju elektrotechniki stosowanej. Ułatwiły przewidywanie właściwości obwodów elektrycznych dla prądu stałego, a później dla prądu przemiennego. W 1826 roku Ohm opublikował książkę, w której przedstawił wnioski teoretyczne i wyniki eksperymentów. Ale jego nadzieje nie były uzasadnione, książka spotkała się z kpiną. Stało się tak, ponieważ metoda surowych eksperymentów wydawała się mało atrakcyjna w epoce, kiedy wielu ludzi interesowało się filozofią. Omu nie miał innego wyjścia, jak tylko zrezygnować ze stanowiska nauczyciela. Z tego samego powodu nie dostał się na uczelnię. Przez 6 lat naukowiec żył w biedzie, bez wiary w przyszłość, doświadczając uczucia gorzkiego rozczarowania. Ale stopniowo jego twórczość zyskała sławę najpierw poza granicami Niemiec. Om był szanowany za granicą, wykorzystywano jego badania. W związku z tym rodacy zostali zmuszeni do uznania go w swojej ojczyźnie. W 1849 otrzymał profesurę na uniwersytecie w Monachium. Ohm odkrył proste prawo, które określa zależność między prądem a napięciem dla kawałka drutu (dla części obwodu, dla całego obwodu). Ponadto stworzył zasady, które pozwalają określić, co się zmieni, jeśli weźmiesz drut o innym rozmiarze. Prawo Ohma jest sformułowane w następujący sposób: natężenie prądu w odcinku obwodu jest wprost proporcjonalne do napięcia w tym odcinku i odwrotnie proporcjonalne do rezystancji tego odcinka. Prawo Joule'a-Lenza. Prąd elektryczny w dowolnej części obwodu wykonuje określoną pracę. Weźmy na przykład fragment obwodu, między końcami którego znajduje się napięcie (U). Zgodnie z definicją napięcia elektrycznego praca wykonana podczas przemieszczania jednostki ładunku między dwoma punktami jest równa U. Jeśli natężenie prądu w danym odcinku obwodu wynosi i, to ładunek przepłynie w czasie t, a zatem praca prądu elektrycznego w tej sekcji będzie wynosić: A = Uj. To wyrażenie jest ważne dla prądu stałego w każdym przypadku, dla dowolnego odcinka obwodu, który może zawierać przewodniki, silniki elektryczne itp. Bieżąca moc, tj. praca na jednostkę czasu jest równa: P \uXNUMXd A / t \uXNUMXd Ui. Ten wzór jest używany w układzie SI do określenia jednostki napięcia. Załóżmy, że odcinkiem obwodu jest stały przewodnik. W takim przypadku cała praca zamieni się w ciepło, które zostanie uwolnione w tym przewodniku. Jeśli przewodnik jest jednorodny i przestrzega prawa Ohma (dotyczy to wszystkich metali i elektrolitów), to: U = ir, gdzie r jest oporem przewodnika. W tym przypadku: A = rt2t. Prawo to zostało najpierw empirycznie wyprowadzone przez E. Lenza i, niezależnie od niego, przez Joule'a. Należy zauważyć, że nagrzewanie przewodów znajduje liczne zastosowania w inżynierii. Najpopularniejszymi i najważniejszymi z nich są żarówki oświetleniowe. Prawo indukcji elektromagnetycznej. W pierwszej połowie XIX wieku angielski fizyk M. Faraday odkrył zjawisko indukcji magnetycznej. Fakt ten, który stał się własnością wielu badaczy, dał potężny impuls do rozwoju elektrotechniki i radiotechniki. W trakcie eksperymentów Faraday odkrył, że gdy zmienia się liczba linii indukcji magnetycznej przechodzących przez powierzchnię ograniczoną zamkniętą pętlą, powstaje w niej prąd elektryczny. Na tym opiera się być może najważniejsze prawo fizyki - prawo indukcji elektromagnetycznej. Prąd występujący w obwodzie nazywany jest indukcyjnym. Ponieważ prąd elektryczny występuje w obwodzie tylko w przypadku działania sił zewnętrznych na ładunki swobodne, to przy zmiennym strumieniu magnetycznym przechodzącym nad powierzchnią obwodu zamkniętego, te same siły zewnętrzne występują w nim. Działanie sił zewnętrznych w fizyce nazywane jest siłą elektromotoryczną lub indukcją EMF. Indukcja elektromagnetyczna pojawia się również w otwartych przewodnikach. W przypadku, gdy przewodnik przecina linie pola magnetycznego, na jego końcach pojawia się napięcie. Przyczyną pojawienia się takiego napięcia jest indukcja pola elektromagnetycznego. Jeśli strumień magnetyczny przechodzący przez obwód zamknięty nie zmienia się, prąd indukcyjny nie pojawia się. Używając pojęcia „SEM indukcji”, można mówić o prawie indukcji elektromagnetycznej, tj. SEM indukcji w pętli zamkniętej jest równe wartości bezwzględnej szybkości zmiany strumienia magnetycznego przez powierzchnię ograniczoną przez pętla. Zasada Lenza. Jak już wiemy, w przewodniku występuje prąd indukcyjny. W zależności od warunków jego pojawienia się ma inny kierunek. Z tej okazji rosyjski fizyk Lenz sformułował następującą zasadę: prąd indukcyjny występujący w obwodzie zamkniętym ma zawsze taki kierunek, że wytwarzane przez niego pole magnetyczne nie pozwala na zmianę strumienia magnetycznego. Wszystko to powoduje pojawienie się prądu indukcyjnego. Prąd indukcyjny, jak każdy inny, ma energię. Oznacza to, że w przypadku prądu indukcyjnego pojawia się energia elektryczna. Zgodnie z prawem zachowania i przemiany energii, wspomniana powyżej energia może powstać tylko dzięki ilości energii innego rodzaju energii. Zatem reguła Lenza w pełni odpowiada prawu zachowania i transformacji energii. Oprócz indukcji w cewce może pojawić się tak zwana samoindukcja. Jego istota jest następująca. Jeśli w cewce pojawi się prąd lub zmieni się jego siła, pojawi się zmieniające się pole magnetyczne. A jeśli zmienia się strumień magnetyczny przechodzący przez cewkę, powstaje w niej siła elektromotoryczna, która nazywa się polem elektromagnetycznym samoindukcji. Zgodnie z regułą Lenza, EMF samoindukcji, gdy obwód jest zamknięty, zakłóca siłę prądu i nie pozwala na jego wzrost. Kiedy obwód EMF jest wyłączony, samoindukcja zmniejsza siłę prądu. W przypadku, gdy natężenie prądu w cewce osiągnie określoną wartość, pole magnetyczne przestaje się zmieniać, a samoindukcja SEM staje się zerowa. Autor: Smirnova L.N.
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Skuter elektryczny Bugatti 9.0 ▪ Wbudowana płytka wizyjna z półprzewodnikami kratowymi ▪ Odtwarzacz multimedialny Zidoo X7 ▪ Dwuprzewodowy cyfrowy czujnik temperatury TI LMT01
▪ sekcja witryny Spektakularne sztuczki i ich wskazówki. Wybór artykułów ▪ artykuł Nasz brat Isakiy. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Kiedy pojawił się pierwszy autobus? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Symulator dla łyżwiarza. Transport osobisty ▪ artykuł Arbiter sygnałów. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony