Омов закон за комплетно коло

У електротехници постоје појмови: пресек и пуно коло.

Сајт се зове:

• део електричног кола унутар извора струје или напона;

• целокупно спољашње или унутрашње коло електричних елемената прикључених на извор или његов део.

Термин "комплетно коло" се користи за означавање кола са свим склопљеним колима, укључујући:

• извори;

• корисници;

• прикључне жице.

Такве дефиниције помажу у бољем кретању у круговима, разумевању њихових карактеристика, анализи рада, тражењу оштећења и кварова. Они су уграђени у Охмов закон, који вам омогућава да решите иста питања за оптимизацију електричних процеса за људске потребе.

Фундаментално истраживање Георга Симона Охма односи се практично на све део кола или пуну шему.

Како функционише Охмов закон за комплетно коло једносмерне струје

На пример, узмимо галванску ћелију, која се популарно назива батерија, са потенцијалном разликом У између аноде и катоде. На њене терминале повезујемо сијалицу са жарном нити, која има једноставан отпорни отпор Р.

Струја И = У / Р створена кретањем електрона у металу ће тећи кроз филамент. Коло формирано од жица батерије, спојних жица и сијалице односи се на спољашњи део кола.

Струја ће такође тећи у унутрашњем делу између електрода батерије. Његови носиоци ће бити позитивно и негативно наелектрисани јони. Електрони ће бити привучени катоди, а позитивни јони ће се одбити од ње до аноде.

На овај начин се на катоди и аноди акумулирају позитивна и негативна наелектрисања и између њих се ствара разлика потенцијала.

Омета се потпуно кретање јона у електролиту унутрашњи отпор батеријеозначен са «р». Ограничава излаз струје на екстерно коло и смањује његову снагу на одређену вредност.

У комплетном колу кола струја тече кроз унутрашње и спољашње коло, савладавајући укупни отпор Р + р два дела у низу. На његову вредност утиче сила која се примењује на електроде, која се назива електромоторна или скраћено ЕМФ и означава се индексом «Е».

Његова вредност се може мерити волтметром на прикључцима батерије без оптерећења (без спољашњег кола). Са оптерећењем повезаним на истом месту, волтметар показује напон У. Другим речима: без оптерећења на терминалима батерије, У и Е се поклапају по величини, а када струја тече кроз спољашње коло, У < Е.

Сила Е формира кретање електричних наелектрисања у комплетном колу и одређује његову вредност И = Е / (Р + р).

Овај математички израз дефинише Охмов закон за комплетно једносмерно коло. Његово деловање је детаљније илустровано на десној страни слике.То показује да се читаво комплетно коло састоји од два одвојена струјна кола.

Такође се може видети да се унутар батерије, чак и када је спољно оптерећење кола искључено, наелектрисане честице померају (струја самопражњења) и самим тим долази до непотребне потрошње метала на катоди. Енергија батерије се, због унутрашњег отпора, троши на грејање и расипање у околину, а временом једноставно нестаје.

Пракса показује да смањење унутрашњег отпора р конструктивним методама није економски оправдано због наглог повећања трошкова финалног производа и његовог прилично високог самопражњења.

закључци

Да би се одржала ефикасност батерије, треба је користити само за предвиђену сврху, повезујући екстерно коло искључиво за време рада.

Што је већи отпор прикљученог оптерећења, дужи век трајања батерије. Дакле, ксенонске сијалице са жарном нити са нижом потрошњом струје од оних пуњених азотом са истим светлосним флуксом обезбеђују дужи радни век извора енергије.

Приликом складиштења галванских елемената, пролаз струје између контаката спољашњег кола мора бити искључен поузданом изолацијом.

У случају да спољни отпор кола Р батерије значајно премашује унутрашњу вредност р, сматра се извором напона, а када је испуњен обрнути однос, то је извор струје.

Како се Омов закон користи за комплетно коло наизменичне струје

Електрични системи наизменичне струје су најчешћи у електроиндустрији.У овој индустрији они достижу огромне дужине преносећи електричну енергију преко далековода.

Како се дужина далековода повећава, његов електрични отпор се повећава, што ствара загревање жица и повећава губитак енергије за пренос.

Познавање Омовог закона помогло је енергетским инжењерима да смање непотребне трошкове транспорта електричне енергије. Да би то урадили, користили су прорачун компоненте губитка снаге у жицама.

Прорачун се заснива на вредности произведене активне снаге П = Е ∙ И, која се мора квалитативно пренети на удаљене потрошаче и савладати укупан отпор:

• унутрашњи р код генератора;

• спољни Р жица.

Величина ЕМФ-а на терминалима генератора одређена је као Е = И ∙ (р + Р).

Губитак снаге Пп за превазилажење отпора комплетног кола биће изражен формулом приказаном на слици.

Из тога се види да се потрошња енергије повећава пропорционално дужини/отпору жица и могуће их је смањити током транспорта снаге повећањем ЕМФ генератора или мрежног напона. Овај метод се користи тако што се у коло на генераторском крају далековода укључе повишени трансформатори и на пријемној тачки електричних трафостаница опадајући трансформатори.

Међутим, овај метод је ограничен:

• сложеност техничких уређаја за спречавање појаве коронарних пражњења;

• потреба за удаљавањем и изолацијом далековода од земљине површине;

• повећање енергије зрачења ваздушне линије у простору (појава ефекта антене).

Карактеристике рада Омовог закона у синусоидним колима наизменичне струје

Савремени корисници индустријске високонапонске и домаће трофазне / једнофазне електричне енергије стварају не само активна, већ и реактивна оптерећења са израженим индуктивним или капацитивним карактеристикама. Они доводе до фазног померања између вектора примењених напона и струја које теку у колу.

У овом случају, за математичку нотацију временских флуктуација хармоника, користите сложен облика векторска графика се користи за просторно представљање. Струја која се преноси кроз далековод бележи се формулом: И = У / З.

Математичка нотација главних компоненти Омовог закона са комплексним бројевима омогућава програмирање алгоритама електронских уређаја који се користе за контролу и управљање сложеним технолошким процесима који се стално дешавају у електроенергетском систему.

Уз комплексне бројеве користи се диференцијални облик писања свих односа. Погодан је за анализу проводних својстава материјала.

Неки технички фактори могу нарушити Охмов закон за комплетно коло. То укључује:

• високе фреквенције вибрација када импулс носилаца наелектрисања почиње да утиче. Они немају времена да се крећу са темпом промена у електромагнетном пољу;

• стања суперпроводљивости одређене класе супстанци на ниским температурама;

• појачано загревање струјних жица електричном струјом. када струјно-напонска карактеристика изгуби свој линеарни карактер;

• уништавање изолационог слоја високонапонским пражњењем;

• медијум гасних или вакуумских електронских цеви;

• полупроводнички уређаји и елементи.