Закон Ома для замкнёным ланцугу

Любому, хто абраў рамонт і абслугоўванне электраўстановак сваёй спецыяльнасцю, добра вядома зацвярджэнне выкладчыкаў: «Закон Ома для замкнёным ланцугу трэба ведаць. Нават прачнуўшыся сярод ночы, важна здолець яго сфармуляваць. Таму што гэта аснова ўсёй электратэхнікі ». Сапраўды, заканамернасць, адкрытая выбітным нямецкім фізікам Георгам Сымонам Омам, паўплывала на наступнае развіццё навукі пра электрычнасць.

У 1826 годзе, праводзячы эксперыменты па вывучэнню праходжання электрычнага току па правадыру, Ом выявіў прамую ўзаемасувязь паміж сілай току, падведзеным да ланцуга напругай крыніцы харчавання (хоць у дадзеным выпадку карэктней казаць пра электрарухаючая сіле ЭРС) і супрацівам самога правадыра. Залежнасць была тэарэтычна абгрунтавана, у выніку чаго з'явіўся закон Ома для замкнёным ланцугу. Важная асаблівасць: актуальнасць выяўленага фундаментальнага закона справядлівая толькі пры адсутнасці знешняй абуралася сілы. Іншымі словамі, калі, напрыклад, правадыр знаходзіцца ў пераменным магнітным полі, то непасрэднае прымяненне фармулёўкі немагчыма.

Закон Ома для замкнёным ланцугу быў выяўлены пры вывучэнні найпростай схемы: крыніца харчавання (які валодае ЭРС), ад двух яго высноў да рэзістару ідуць праваднікі, у якіх адбываецца накіраванае рух апорных зарад элементарных часціц. Адсюль, ток уяўляе сабой стаўленне электрарухаючая сілы да сумарным супраціву контуру:

I = E / R,

дзе E - электрарухаючая сіла крыніцы харчавання, вымяраецца ў вольтах; I - значэнне току, у амперах; R - электрычны супраціў рэзістара, у омах. Адзначым, што закон Ома для замкнёным ланцугу ўлічвае ўсе складнікі R. Пры разліках поўнай замкнёным ланцугу пад R разумеюць суму супраціваў рэзістара, правадыра (r), крыніцы харчавання (r0). Гэта значыць:

I = E / (R + r + r0).

Калі ўнутраны супраціў крыніцы r0 больш, чым сума R + r, то сіла току не залежыць ад характарыстыкі падключанай нагрузкі. Іншымі словамі, крыніца ЭРС у гэтым выпадку з'яўляецца крыніцай току. Калі ж значэнне r0 менш, чым R + r, то ток зваротна прапарцыйны сумарным вонкавым супраціву, а крыніца харчавання фармуе напружанне.

Пры выкананні дакладных разлікаў ўлічваюць нават страту напружання ў месцах злучэнняў. Электрарухаючая сілу вызначаюць шляхам вымярэння рознасці патэнцыялаў на высновах крыніцы пры адключанай нагрузцы (ланцуг растуленая).

Законы Ома для ўчастка ланцуга прымяняюцца гэтак жа часта, як і для замкнёнага контуру. Адрозненне ў тым, што ў разліках не ўлічваецца ЭРС, а толькі рознасць патэнцыялаў. Такі ўчастак называецца аднастайным. У такім выпадку мае месца прыватны выпадак, які дазваляе разлічваць характарыстыкі электрычнай ланцугу на кожным яе элеменце. Запішам яго ў выглядзе формулы:

I = U / R;

дзе U - напружанне ці рознасць патэнцыялаў, у вольтах. Замерыцца вальтметрам шляхам паралельнага падлучэння мацаў да высноў якога-небудзь элемента (супраціву). Атрыманае значэнне U заўсёды менш ЭРС.

Уласна, менавіта гэтая формула з'яўляецца найбольш вядомай. Ведаючы дзве любых складнікаў, з формулы можна знайсці трэцюю. Разлік контураў і элементаў выконваюць пры дапамозе разгляданага закона для ўчастка ланцуга.

Закон Ома для магнітнага ланцуга шмат у чым падобны з яго трактоўкай для электрычнага контуру. Замест правадыра выкарыстоўваецца замкнёны магнитопровод, крыніцай з'яўляецца абмотка шпулькі з праходзілым па вітках токам. Адпаведна, які ўзнікае магнітны струмень замыкаецца па магнитопроводу. Магнітны паток (Ф), цыркулявалую па контуры, непасрэдна залежыць ад значэння МДС (магнитодвижущей сілы) і супраціву матэрыялу праходжання магнітнага патоку:

Ф = F / Rm;

дзе Ф - магнітны паток, у Вебера; F - МДС, у амперах (часам Гілберта); Rm - супраціў, якое выклікае згасанне.