Omo dėsnis visai grandinei

Elektrotechnikoje yra terminai: sekcija ir visa grandinė.

Svetainė vadinasi:

• elektros grandinės dalis srovės arba įtampos šaltinyje;

• visa išorinė arba vidinė elektros elementų grandinė, prijungta prie šaltinio arba jo dalis.

Sąvoka "visa grandinė" vartojama apibūdinti grandinę su visomis sujungtomis grandinėmis, įskaitant:

• šaltiniai;

• vartotojai;

• jungiamieji laidai.

Tokie apibrėžimai padeda geriau orientuotis grandinėse, suprasti jų charakteristikas, analizuoti darbą, ieškoti pažeidimų ir gedimų. Jie yra įtraukti į Ohmo dėsnį, kuris leidžia išspręsti tuos pačius klausimus, siekiant optimizuoti elektros procesus žmogaus poreikiams.

Georgo Simono Ohmo fundamentiniai tyrimai taikomi beveik visiems grandinės atkarpa arba visa schema.

Kaip Ohmo dėsnis veikia visai nuolatinės srovės grandinei

Pavyzdžiui, paimkime galvaninį elementą, liaudiškai vadinamą akumuliatoriumi, kurio potencialų skirtumas U tarp anodo ir katodo. Prie jos gnybtų prijungiame lemputę su kaitinimo siūlu, kurios varža paprasta R.

Srovė I = U / R, susidaranti dėl elektronų judėjimo metale, tekės per siūlą. Akumuliatoriaus laidų, jungiamųjų laidų ir lemputės sudaryta grandinė reiškia išorinę grandinės dalį.

Srovė taip pat tekės vidinėje dalyje tarp akumuliatoriaus elektrodų. Jo nešėjai bus teigiamo ir neigiamo krūvio jonai. Elektronai bus pritraukti prie katodo, o teigiami jonai bus atstumti iš jo į anodą.

Tokiu būdu ant katodo ir anodo kaupiasi teigiami ir neigiami krūviai, tarp jų susidaro potencialų skirtumas.

Sutrinka visiškas jonų judėjimas elektrolite vidinė akumuliatoriaus varžapažymėtas „r“. Jis apriboja išorinės grandinės srovės išėjimą ir sumažina jos galią iki tam tikros vertės.

Visoje grandinės grandinėje srovė teka per vidinę ir išorinę grandines, įveikdama bendrą dviejų nuosekliai sujungtų sekcijų varžą R + r. Jo vertę įtakoja elektrodams veikiama jėga, kuri trumpai vadinama elektromotorine arba EMF ir žymima indeksu «E».

Jo vertę galima išmatuoti voltmetru prie akumuliatoriaus gnybtų be apkrovos (be išorinės grandinės). Kai apkrova prijungta toje pačioje vietoje, voltmetras rodo įtampą U. Kitaip tariant: kai akumuliatoriaus gnybtai nėra apkraunami, U ir E sutampa, o kai srovė teka išorine grandine, U < E.

Jėga E formuoja elektros krūvių judėjimą pilnoje grandinėje ir nustato jos reikšmę I = E / (R + r).

Ši matematinė išraiška apibrėžia Ohmo dėsnį visai nuolatinės srovės grandinei. Jo veiksmas detaliau iliustruotas dešinėje paveikslėlio pusėje.Tai rodo, kad visa visa grandinė susideda iš dviejų atskirų srovės grandinių.

Taip pat matyti, kad akumuliatoriaus viduje, net ir išjungus išorinę grandinės apkrovą, įkrautos dalelės juda (savaiminio išsikrovimo srovė) ir todėl prie katodo atsiranda nereikalingas metalo suvartojimas. Akumuliatoriaus energija dėl vidinės varžos eikvojama šildant ir išsisklaido į aplinką, o laikui bėgant tiesiog išnyksta.

Praktika rodo, kad vidinės varžos r mažinimas konstruktyviais metodais nėra ekonomiškai pagrįstas dėl smarkiai išaugusių galutinio produkto sąnaudų ir gana didelės savaiminės iškrovos.

išvadas

Norint išlaikyti akumuliatoriaus efektyvumą, jis turėtų būti naudojamas tik pagal paskirtį, išorinę grandinę jungiant tik veikimo laikotarpiui.

Kuo didesnis prijungtos apkrovos pasipriešinimas, tuo ilgesnis akumuliatoriaus veikimo laikas. Todėl ksenoninės lempos su kaitinamuoju siūlu, kurios srovės suvartojimas yra mažesnis nei azoto pripildytos, turinčios tokį patį šviesos srautą, užtikrina ilgesnį energijos šaltinių tarnavimo laiką.

Laikant galvaninius elementus, patikima izoliacija turi būti apsaugota nuo srovės pratekėjimo tarp išorinės grandinės kontaktų.

Tuo atveju, kai akumuliatoriaus išorinė grandinės varža R žymiai viršija vidinę vertę r, ji laikoma įtampos šaltiniu, o kai įvykdomas atvirkštinis ryšys, tai yra srovės šaltinis.

Kaip Ohmo dėsnis naudojamas visai kintamosios srovės grandinei

Kintamosios srovės elektros sistemos yra labiausiai paplitusios elektros pramonėje.Šioje pramonėje jie pasiekia didžiulį ilgį transportuodami elektros energiją elektros linijomis.

Didėjant perdavimo linijos ilgiui, didėja jos elektrinė varža, o tai sukelia laidų kaitinimą ir padidina perdavimo energijos nuostolius.

Ohmo dėsnio žinojimas padėjo energetikams sumažinti nereikalingas elektros energijos transportavimo išlaidas. Norėdami tai padaryti, jie apskaičiavo laidų galios nuostolių komponentą.

Skaičiavimas pagrįstas pagamintos aktyviosios galios P ​​= E ∙ I verte, kuri turi būti kokybiškai perduota atokiems vartotojams ir įveikti bendrą pasipriešinimą:

• vidinis r generatoriuje;

• išorinis R laidų.

EML dydis generatoriaus gnybtuose nustatomas kaip E = I ∙ (r + R).

Galios nuostoliai Pp, norint įveikti visos grandinės pasipriešinimą, bus išreikšti paveikslėlyje parodyta formule.

Iš jo matyti, kad elektros sąnaudos didėja proporcingai laidų ilgiui / varžai ir jas galima sumažinti pernešant energiją didinant generatoriaus EMF arba linijos įtampą. Šis metodas taikomas įtraukiant pakopinius transformatorius į grandinę elektros linijos generatoriaus gale, o pakopinius transformatorius elektros pastočių priėmimo taške.

Tačiau šis metodas yra ribotas:

• techninių prietaisų, skirtų užkirsti kelią vainikinių arterijų išskyrų atsiradimui, sudėtingumas;

• būtinybė atitolinti ir izoliuoti elektros linijas nuo žemės paviršiaus;

• oro linijos spinduliuotės energijos padidėjimas erdvėje (antenos efekto atsiradimas).

Omo dėsnio veikimo sinusinės kintamosios srovės grandinėse charakteristikos

Šiuolaikiniai pramoninės aukštos įtampos ir buitinės trifazės / vienfazės elektros energijos vartotojai sukuria ne tik aktyviąsias, bet ir reaktyviąsias apkrovas, turinčias ryškias indukcines arba talpines charakteristikas. Jie sukelia fazių poslinkį tarp taikomų įtampų vektorių ir grandinėje tekančių srovių.

Šiuo atveju harmonikų laiko svyravimų matematiniam žymėjimui naudokite sudėtinga formao vektorinė grafika naudojama erdviniam vaizdui. Elektros linija perduodama srovė registruojama pagal formulę: I = U / Z.

Matematinis pagrindinių Ohmo dėsnio komponentų žymėjimas kompleksiniais skaičiais leidžia programuoti elektroninių prietaisų, naudojamų valdyti ir valdyti sudėtingus technologinius procesus, nuolat vykstančius elektros energijos sistemoje, algoritmus.

Kartu su kompleksiniais skaičiais naudojama diferencinė visų koeficientų rašymo forma. Tai patogu analizuojant medžiagų laidžiąsias savybes.

Kai kurie techniniai veiksniai gali pažeisti Ohmo dėsnį visai grandinei. Jie įtraukia:

• aukšti virpesių dažniai, kai pradeda daryti įtaką krūvininkų impulsas. Jie neturi laiko judėti kartu su elektromagnetinio lauko pokyčių tempu;

• tam tikros klasės medžiagų superlaidumo būsenos žemoje temperatūroje;

• padidėjęs srovės laidų šildymas elektros srove. kai srovės įtampos charakteristika praranda tiesinį pobūdį;

• izoliacijos sluoksnio sunaikinimas aukštos įtampos iškrovimu;

• dujų arba vakuuminių elektronų vamzdžių terpė;

• puslaidininkiniai įtaisai ir elementai.