ЗАКОН ОМА - Основные законы электротехники и их использование

Закон Ома устанавливает зависимость между силой тока I в проводнике и разностью потенциалов (напряжением) U между двумя фиксированными точками (сечениями) этого проводника:

(1)

Коэффициент пропорциональности R, зависящий от геометрических и электрических свойств проводника и от температуры, называется омическим сопротивлением или просто сопротивлением данного участка проводника. Закон Ома был открыт в 1826 нем. физиком Г. Омом.

В общем случае зависимость между I И U нелинейна, однако на практике всегда можно в определенном интервале напряжений считать ее линейной и применять закон Ома; для металлов и их сплавов этот интервал практически неограничен.

Закон Ома в форме (1) справедлив для участков цепи, не содержащих источников ЭДС. При наличии таких источников (аккумуляторов, термопар, генераторов и т. д.) закон Ома имеет вид:

(2)

Где - ЭДС всех источников, включенных в рассматриваемый участок цепи. Для замкнутой цепи закон Ома принимает вид:

(3)

Где - полное сопротивление цепи, равное сумме внешнего сопротивления R и внутреннего сопротивления источника ЭДС. Обобщением закона Ома на случай разветвленной цепи является правило 2-е Кирхгофа.

Закон Ома можно записать в дифференциальной форме, связывающей в каждой точке проводника плотность тока J с полной напряженностью электрического поля. Потенциальное. электрическое поле напряженности Е, создаваемое в проводниках микроскопическими зарядами (электронами, ионами) самих проводников, не может поддерживать стационарное движение свободных зарядов (ток), т. к. работа этого поля на замкнутом пути равна нулю. Ток поддерживается неэлектростатическими силами различного происхождения (индукционного, химического, теплового и т. д.), которые действуют в источниках ЭДС и которые можно представить в виде некоторого эквивалентного непотенциального поля с напряженностью EСТ, называемого сторонним. Полная напряженность поля, действующего внутри проводника на заряды, в общем случае равна E+EСТ. Соответственно, дифференциальный закон Ома имеет вид:

или, (4)

Где - удельное сопротивление материала проводника, а - его удельная электропроводность.

Закон Ома в комплексной форме справедлив также для синусоидальных квазистационарных токов:

(5)

Где Z - Полное комплексное сопротивление: , R - активное сопротивление, а X - реактивное сопротивление цепи. При наличии индуктивности L и емкости С в цепи квазистационарного тока частоты

.

Существует несколько видов закона Ома.

Закон Ома для однородного участка цепи (не содержащего источника тока): сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника:

Закон Ома для замкнутой цепи: сила тока в замкнутой цепи равна отношению ЭДС источника тока к суммарному сопротивлению всей цепи:

Где R - сопротивление внешней цепи, r - внутреннее сопротивление источника тока.

R - +

1

R

Закон Ома для неоднородного участка цепи (участка цепи с источником тока):

R

1

;

Где - разность потенциалов на концах участка цепи, - ЭДС источника тока, входящего в участок.

Похожие статьи




ЗАКОН ОМА - Основные законы электротехники и их использование

Предыдущая | Следующая