Најважнији закон електротехнике — Охмов закон
Охмов закон
Немачки физичар Георг Охм (1787-1854) експериментално је установио да је јачина струје И која тече кроз једнолични метални проводник (тј. проводник у коме не делују спољне силе) пропорционална напону У на крајевима проводника:
И = У / Р, (1)
где је Р — електрични отпор проводника.
Једначина (1) изражава Омов закон за део кола (који не садржи извор струје): Струја у проводнику је директно пропорционална примењеном напону и обрнуто пропорционална отпору проводника.
Пресек кола у коме не делује емф. (спољне силе) назива се хомогена деоница кола, стога ова формулација Омовог закона важи за хомогени део кола.
Погледајте овде за више детаља: Омов закон за део кола
Сада ћемо размотрити нехомогену секцију кола, где је ефективна ЕМФ секције 1-2 означена са Ε12 и примењена на крајевима пресека разлика потенцијала — кроз φ1 — φ2.
Ако струја тече кроз фиксне проводнике који чине пресек 1-2, онда је рад А12 свих сила (спољних и електростатичких) на носиоцима струје закон одржања и трансформације енергије једнака топлоти која се ослобађа у том подручју. Рад сила који се врши када се наелектрисање К0 креће у пресеку 1 — 2:
А12 = К0Е12 + К0 (φ1 — φ2) (2)
Е.м.с. Е12 такође ампеража И је скаларна величина. Мора се узети са позитивним или негативним предзнаком, у зависности од предзнака рада спољних сила. Ако е.д. промовише кретање позитивних наелектрисања у изабраном правцу (у правцу 1-2), тада Е12> 0. Ако јед. спречава кретање позитивних наелектрисања у том правцу, онда Е12 <0.
Током времена т, топлота се ослобађа у проводнику:
К = Аз2Рт = ИР (Ит) = ИРК0 (3)
Из формула (2) и (3) добијамо:
ИР = (φ1 — φ2) + Е12 (4)
Где
И = (φ1 — φ2 + Е12) / Р (5)
Израз (4) или (5) је Омов закон за нехомогени попречни пресек кола у интегралном облику, што је генерализовани Омов закон.
Ако у одређеном делу кола нема извора струје (Е12 = 0), онда из (5) долазимо до Омовог закона за хомогену деоницу кола.
И = (φ1 — φ2) / Р = У / Р
Ако електрични круг је затворен, тада се изабране тачке 1 и 2 поклапају, φ1 = φ2; онда из (5) добијамо Омов закон за затворено коло:
И = Е / Р,
где је Е емф која делује у колу, Р је укупан отпор целог кола. Генерално, Р = р + Р1, где је р унутрашњи отпор извора струје, Р1 је отпор спољашњег кола.Стога ће Омов закон за затворено коло изгледати овако:
И = Е / (р + Р1).
Ако је коло отворено, у њему нема струје (И = 0), онда из Омовог закона (4) добијамо да је (φ1 — φ2) = Е12, тј. емф која делује у отвореном колу једнака је разлици потенцијала на његовим крајевима. Стога, да би се пронашла емф извора струје, потребно је измерити разлику потенцијала на његовим терминалима отвореног кола.
Примери израчунавања Омовог закона:
Прорачун струје по Омовом закону
Израчунавање отпора Охмовог закона
Пад напона
Такође видети:
О разлици потенцијала, електромоторној сили и напону
Електрична струја у течностима и гасовима
Магнетизам и електромагнетизам
О магнетном пољу, соленоидима и електромагнетима
Самоиндукција и међусобна индукција
Електрично поље, електростатичка индукција, капацитивност и кондензатори
Шта је наизменична струја и како се разликује од једносмерне струје