Δυναμική διαφορά τάσης emf. Σχετικά με τη διαφορά δυναμικού, την ηλεκτροκινητική δύναμη και την τάση

Πιθανή διαφορά

Είναι σαφές ότι ένα σώμα μπορεί να θερμανθεί περισσότερο και ένα άλλο λιγότερο. Ο βαθμός στον οποίο θερμαίνεται ένα σώμα ονομάζεται θερμοκρασία του. Ομοίως, ένα σώμα μπορεί να ηλεκτριστεί περισσότερο από ένα άλλο. Ο βαθμός ηλεκτροδότησης του σώματος χαρακτηρίζεται από μια ποσότητα που ονομάζεται ηλεκτρονικό δυναμικό ή απλά δυναμικό του σώματος.

Τι σημαίνει ηλεκτρισμός του σώματος; Αυτό σημαίνει να του το πεις φορτίο ηλεκτρονίων, δηλαδή να του προσθέσουμε έναν ορισμένο αριθμό ηλεκτρονίων αν φορτίσουμε αρνητικά το σώμα ή να τα αφαιρέσουμε από αυτό αν φορτίσουμε θετικά το σώμα. Και στις δύο περιπτώσεις, το σώμα θα έχει έναν ορισμένο βαθμό ηλεκτρισμού, δηλαδή, το ένα ή το άλλο δυναμικό, ενώ ένα θετικά φορτισμένο σώμα έχει θετικό δυναμικό και ένα αρνητικά φορτισμένο σώμα έχει αρνητικό δυναμικό.

Διαφορά στα επίπεδα φορτίου ηλεκτρονίωνΣυνήθως ονομάζονται δύο σώματα ηλεκτρονική διαφορά δυναμικούή απλά πιθανή διαφορά.

Θα πρέπει να γίνει κατανοητό ότι εάν δύο παρόμοια σώματα φορτίζονται με τα ίδια φορτία, αλλά το ένα είναι μεγαλύτερο από το άλλο, τότε θα υπάρχει επίσης μια πιθανή διαφορά μεταξύ τους.

Επιπλέον, υπάρχει διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο τέτοιων σωμάτων, εκ των οποίων το ένα είναι φορτισμένο και το άλλο δεν έχει φορτίο. Έτσι, για παράδειγμα, εάν ένα σώμα απομονωμένο από τη γη έχει ένα ορισμένο δυναμικό, τότε η διαφορά δυναμικού μεταξύ αυτού και της γης (το δυναμικό της οποίας θεωρείται μηδέν) είναι αριθμητικά ίση με το δυναμικό αυτού του σώματος.

Έτσι, εάν δύο σώματα φορτίζονται με τέτοιο τρόπο ώστε οι δυνατότητές τους να μην είναι ίδιες, αναπόφευκτα υπάρχει διαφορά δυναμικού μεταξύ τους.

Οι πάντες ξέρουν φαινόμενο ηλεκτροδότησηςΌταν τρίβετε μια χτένα πάνω στα μαλλιά, δεν υπάρχει τίποτα περισσότερο από τη δημιουργία διαφοράς δυναμικού μεταξύ της χτένας και της ανθρώπινης τρίχας.

Πράγματι, όταν η χτένα τρίβεται πάνω στην τρίχα, μερικά από τα ηλεκτρόνια κινούνται προς τη χτένα, φορτίζοντας την αρνητικά, ενώ η τρίχα, έχοντας χάσει μερικά από τα ηλεκτρόνια, φορτίζεται στον ίδιο βαθμό με τη χτένα, αλλά θετικά. Η διαφορά δυναμικού που δημιουργείται με αυτόν τον τρόπο μπορεί να μηδενιστεί αγγίζοντας τα μαλλιά με μια χτένα. Αυτή η αναστρέψιμη μετάβαση ηλεκτρονίων είναι απλά ακουστή εάν μια ηλεκτρισμένη χτένα πλησιάσει στο αυτί. Ένας χαρακτηριστικός ήχος τριξίματος θα υποδείξει ότι συμβαίνει εκκένωση.

Μιλώντας παραπάνω για τη διαφορά δυναμικού, εννοούσαμε δύο φορτισμένα σώματα, αλλά η διαφορά δυναμικού μπορεί να ληφθεί μεταξύ σε διάφορα μέρη(κουκκίδες) του 1ου και του ίδιου σώματος.

Έτσι, για παράδειγμα, ας δούμε τι συμβαίνει σε ένα κομμάτι χάλκινο σύρμα, αν υπό την επίδραση κάποιας εξωτερικής δύναμης λάβουμε ελεύθερα ηλεκτρόνια που βρίσκονται στο σύρμα, μετακινήστε τα στο ένα άκρο του. Φυσικά, στο άλλο άκρο του σύρματος θα υπάρχει έλλειψη ηλεκτρονίων και τότε θα προκύψει διαφορά δυναμικού μεταξύ των άκρων του σύρματος.

Μόλις τελειώσουμε τη δράση της εξωτερικής δύναμης, τα ηλεκτρόνια θα ορμήσουν αμέσως, λόγω της έλξης των αντίθετων φορτίων, στο θετικά φορτισμένο άκρο του σύρματος, δηλαδή στο σημείο όπου λείπουν, και η ηλεκτρονική ισορροπία θα ξανά εμφανίζονται στο σύρμα.

Ηλεκτροκινητική δύναμηκαι τάση

ρε Για να διατηρηθεί ένα ηλεκτρονικό ρεύμα σε έναν αγωγό, χρειάζεται κάποια εξωτερική πηγή ενέργειας που θα διατηρούσε πάντα μια διαφορά δυναμικού στα άκρα αυτού του αγωγού.

Αυτές οι πηγές ενέργειας είναι οι λεγόμενες ηλεκτρονικές πηγές ρεύματος, κατέχοντας μια ορισμένη ηλεκτροκινητική δύναμη , που το κάνει για πολύ καιρόδιατηρεί τη διαφορά δυναμικού στα άκρα του αγωγού.

Η ηλεκτροκινητική δύναμη (συντομογραφία EMF) ορίζεται με το γράμμα E. Η μονάδα μέτρησης για το EMF είναι το βολτ. Στη χώρα μας, το volt συντομεύεται με το γράμμα "B" και στη διεθνή ονομασία - με το γράμμα "V".

Έτσι, για να αποκτήσετε μια συνεχή ροή ρεύματος ηλεκτρονίων, χρειάζεστε μια ηλεκτροκινητική δύναμη, δηλαδή χρειάζεστε μια πηγή ρεύματος ηλεκτρονίων.

Η πρώτη τέτοια πηγή ρεύματος ήταν η λεγόμενη «βολταϊκή στήλη», η οποία αποτελούνταν από μια σειρά κύκλων από χαλκό και ψευδάργυρο, επενδεδυμένα με δέρμα εμποτισμένο σε οξινισμένο νερό. Έτσι, μία από τις μεθόδους για την απόκτηση ηλεκτροκινητικής δύναμης είναι η χημική αλληλεπίδραση ορισμένων ουσιών, ως αποτέλεσμα της οποίας η χημική ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρονική ενέργεια. Οι πηγές ρεύματος στις οποίες δημιουργείται ηλεκτροκινητική δύναμη χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο ονομάζονται χημικές πηγές ρεύματος.

Επί του παρόντος, οι πηγές χημικού ρεύματος είναι γαλβανικά κύτταρα και μπαταρίες - χρησιμοποιούνται ευρέως στην ηλεκτρική μηχανική και την ηλεκτρική μηχανική.

Μια άλλη κύρια πηγή ρεύματος, που χρησιμοποιείται ευρέως σε όλους τους τομείς της ηλεκτρολογίας και της ηλεκτρομηχανικής, είναι οι γεννήτριες.

Οι γεννήτριες εγκαθίστανται σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής και χρησιμεύουν ως η μόνη πηγή ρεύματος για την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας σε βιομηχανικές επιχειρήσεις, ηλεκτρονικό φωτισμό πόλης, ηλεκτρονικούς σιδηροδρόμους, τραμ, μετρό, τρόλεϊ κ.λπ.

Τόσο στις χημικές πηγές ηλεκτρονικού ρεύματος (εξαρτήματα και μπαταρίες) όσο και στις γεννήτριες, η δράση της ηλεκτροκινητικής δύναμης είναι απολύτως πανομοιότυπη. Συνίσταται στο γεγονός ότι το EMF δημιουργεί μια διαφορά δυναμικού στους ακροδέκτες της πηγής ρεύματος και τη διατηρεί για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Αυτοί οι ακροδέκτες ονομάζονται πόλοι πηγής ρεύματος. Ένας πόλος της πηγής ρεύματος αντιμετωπίζει πάντα έλλειψη ηλεκτρονίων και, ως εξής, έχει θετικό φορτίο, ο άλλος πόλος βιώνει περίσσεια ηλεκτρονίων και, ως εξής, έχει αρνητικό φορτίο.

Κατά συνέπεια, ένας πόλος της τρέχουσας πηγής ονομάζεται θετικός (+), ο άλλος - αρνητικός (-).

Οι πηγές ρεύματος χρησιμοποιούνται για την παροχή ηλεκτρονικού ρεύματος διαφορετικές συσκευές- τρέχοντες καταναλωτές. Οι τρέχοντες καταναλωτές συνδέονται με αγωγούς στους πόλους της πηγής ρεύματος, σχηματίζοντας ένα κλειστό ηλεκτρονικό κύκλωμα. Η διαφορά δυναμικού που δημιουργείται μεταξύ των πόλων της πηγής ρεύματος όταν το ηλεκτρονικό κύκλωμα είναι κλειστό ονομάζεται τάση και δηλώνεται με το γράμμα U.

Η μονάδα μέτρησης για την τάση, όπως το EMF, είναι το βολτ.

Εάν, για παράδειγμα, πρέπει να σημειώσετε ότι η τάση της πηγής ρεύματος είναι 12 βολτ, τότε γράψτε: U - 12 V.

Για τη μέτρηση του EMF ή της τάσης, χρησιμοποιείται μια συσκευή που ονομάζεται βολτόμετρο.

Για να μετρήσετε το EMF ή την τάση μιας πηγής ρεύματος, πρέπει να συνδέσετε ένα βολτόμετρο ειδικά στους πόλους του. Με όλα αυτά, εάν το ηλεκτρονικό κύκλωμα είναι ανοιχτό, τότε το βολτόμετρο θα δείξει το EMF της πηγής ρεύματος. Εάν κλείσετε το κύκλωμα, το βολτόμετρο δεν θα δείχνει πλέον το EMF, αλλά την τάση στους ακροδέκτες της πηγής ρεύματος.

Το EMF που αναπτύσσεται από μια πηγή ρεύματος είναι πάντα μεγαλύτερο από την τάση στους ακροδέκτες της.

Εάν δημιουργείτε στον Explorer ηλεκτρικό πεδίοκαι μην λάβετε μέτρα για να το διατηρήσετε, τότε η κίνηση των φορέων φορτίου θα οδηγήσει πολύ γρήγορα στο γεγονός ότι το πεδίο μέσα στον αγωγό θα εξαφανιστεί και, κατά συνέπεια, το ρεύμα θα σταματήσει. Για να διατηρηθεί το ρεύμα για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα, είναι απαραίτητο από το άκρο του αγωγού με χαμηλότερο δυναμικό j 2(οι φορείς φόρτισης θεωρούνται θετικοί) αφαιρέστε συνεχώς τα φορτία που φέρνει εδώ το ρεύμα και μέχρι το τέλος με υψηλό δυναμικό j 1τα φέρνετε συνεχώς μέσα (Εικ. 20.1).

j 1 j 2

Ρύζι. 20.1. Στην έννοια του EMF.

Με άλλα λόγια, είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί μια κυκλοφορία φορτίων στην οποία θα κινούνταν κατά μήκος μιας κλειστής διαδρομής. Η κυκλοφορία του διανύσματος ηλεκτροστατικού πεδίου k είναι ίση με μηδέν. Επομένως, σε ένα κλειστό κύκλωμα, μαζί με τμήματα στα οποία τα θετικά φορτία κινούνται προς την κατεύθυνση της μείωσης ι, πρέπει να υπάρχουν περιοχές στις οποίες η μεταφορά θετικών φορτίων γίνεται προς την κατεύθυνση της αύξησης ι, δηλαδή ενάντια στις δυνάμεις του ηλεκτροστατικού πεδίου (βλ. το διακεκομμένο τμήμα του κυκλώματος στο Σχ. 20.1). Η κίνηση των φορέων σε αυτές τις περιοχές είναι δυνατή μόνο με τη βοήθεια δυνάμεων μη ηλεκτροστατική προέλευση, που ονομάζεται εξωτερικές δυνάμεις . Έτσι, για τη διατήρηση του ρεύματος είναι απαραίτητες εξωτερικές δυνάμεις που δρουν είτε σε όλο το μήκος του κυκλώματος είτε στα επιμέρους τμήματα του. Μπορούν να προκληθούν από δυνάμεις μηχανικής προέλευσης, χημικές διεργασίες, διάχυση φορέων φορτίου σε ένα ετερογενές μέσο ή πέρα ​​από τα όρια δύο ανόμοιων ουσιών, ηλεκτρικά (αλλά όχι ηλεκτροστατικά) πεδία που δημιουργούνται από χρονικά μεταβαλλόμενα μαγνητικά πεδία, και τα λοιπά.

Οι δυνάμεις τρίτων μπορούν να χαρακτηριστούν από τη δουλειά που κάνουν στα φορτία που κινούνται κατά μήκος της αλυσίδας. Μια ποσότητα ίση με το έργο των εξωτερικών δυνάμεων ανά μονάδα θετικού φορτίου ονομάζεται ηλεκτροκινητική δύναμη (EMF) E που ενεργεί στο κύκλωμα ή στην τομή του. Επομένως, εάν το έργο των εξωτερικών δυνάμεων στο φορτίο qισούται με το Α, τότε εξ ορισμού

μι= A/q. (20.6)

Από τη σύγκριση των τύπων για το δυναμικό και το emf, προκύπτει ότι η διάσταση του emf συμπίπτει με τη διάσταση του δυναμικού. Να γιατί μιμετράται στις ίδιες μονάδες με ι- σε βολτ (V).

Δύναμη τρίτων που ενεργεί στο φορτίο q, μπορεί να αναπαρασταθεί στη μορφή

Διανυσματική ποσότητα Τρώειπου ονομάζεται ένταση πεδίου των εξωτερικών δυνάμεων. Το έργο των εξωτερικών δυνάμεων στο φορτίο qσε όλο το κλειστό κύκλωμα μπορεί να εκφραστεί ως εξής:

Διαιρώντας αυτό το έργο με q pr = +1, λαμβάνουμε το EMF που ενεργεί στο κύκλωμα:

Έτσι, το EMF που δρα σε ένα κλειστό κύκλωμα μπορεί να οριστεί ως η κυκλοφορία του διανύσματος έντασης πεδίου των εξωτερικών δυνάμεων.

Η ηλεκτροκινητική δύναμη που ενεργεί στο τμήμα 1 - 2 είναι προφανώς ίση με

μι 12 = (20.7)

Εκτός από τις εξωτερικές δυνάμεις, στο φορτίο δρουν και δυνάμεις ηλεκτροστατικού πεδίου φά E = q μι. Κατά συνέπεια, η προκύπτουσα δύναμη που ενεργεί σε κάθε σημείο της αλυσίδας στο φορτίο q είναι ίση με

.

Το έργο που κάνει αυτή η δύναμη στο φορτίο qστο τμήμα αλυσίδας 1 - 2, δίνεται από την έκφραση

= q μι 12 + q( j 1 - j 2). (20.8)

Για ένα κλειστό κύκλωμα, το έργο που γίνεται από τις ηλεκτροστατικές δυνάμεις είναι μηδέν, άρα A = qE..

Ποσότητα αριθμητικά ίση με την εργασία, που εκτελείται από ηλεκτροστατικές δυνάμεις και δυνάμεις τρίτων όταν μετακινείται ένα μόνο θετικό φορτίο, που ονομάζεται πτώση τάσης ή απλά τάση U σε αυτό το τμήμα της αλυσίδας. Σύμφωνα με τον τύπο (20.8)

U 12 = ι 1 - ι 2 + μι 12 . (20.9)

Ελλείψει εξωτερικών δυνάμεων, η τάση U συμπίπτει με τη διαφορά δυναμικού j 1 - j 2 .

Ένα ηλεκτροστατικό πεδίο έχει ενέργεια. Αν σε ηλεκτροστατικό πεδίο υπάρχει ηλεκτρικό φορτίο, τότε το πεδίο, ενεργώντας σε αυτό με κάποια δύναμη, θα το μετακινήσει, κάνοντας δουλειά. Οποιαδήποτε εργασία περιλαμβάνει μια αλλαγή σε κάποιο είδος ενέργειας. Το έργο ενός ηλεκτροστατικού πεδίου για τη μετακίνηση ενός φορτίου εκφράζεται συνήθως μέσω μιας ποσότητας που ονομάζεται διαφορά δυναμικού.

όπου q είναι το ποσό του φορτίου που μετακινείται,

j 1 και j 2 είναι τα δυναμικά των σημείων έναρξης και λήξης της διαδρομής.

Για συντομία, σε όσα ακολουθούν θα υποδηλώσουμε . V - διαφορά δυναμικού.

V = A/q. Η ΔΥΝΑΤΗ ΔΙΑΦΟΡΑ ΜΕΤΑΞΥ ΣΗΜΕΩΝ ΕΝΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΣΤΑΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΕΡΓΟ ΠΟΥ ΚΑΝΟΥΝ ΟΙ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΟΤΑΝ ΤΟ ΦΟΡΤΙΟ ΕΝΟΣ ΚΟΟΥΛΟΜΒ ΚΙΝΕΙΤΑΙ ΜΕΤΑΞΥ ΤΟΥΣ .

[V] = V. 1 βολτ είναι η διαφορά δυναμικού μεταξύ των σημείων, όταν μετακινείται μεταξύ τους φορτίο 1 κουλόμπ, ηλεκτροστατικές δυνάμειςκάντε 1 joule δουλειά.

Η διαφορά δυναμικού μεταξύ των σωμάτων μετριέται με ένα ηλεκτρόμετρο, για το οποίο ένα από τα σώματα συνδέεται με αγωγούς με το σώμα του ηλεκτρομέτρου και το άλλο με το βέλος. Στα ηλεκτρικά κυκλώματα, η διαφορά δυναμικού μεταξύ των σημείων του κυκλώματος μετριέται με ένα βολτόμετρο.

Με την απόσταση από το φορτίο, το ηλεκτροστατικό πεδίο εξασθενεί. Κατά συνέπεια, το ενεργειακό χαρακτηριστικό του πεδίου, το δυναμικό, τείνει επίσης στο μηδέν. Στη φυσική, το δυναμικό ενός σημείου στο άπειρο λαμβάνεται ως μηδέν. Στην ηλεκτρική μηχανική, πιστεύεται ότι η επιφάνεια της Γης έχει μηδενικό δυναμικό.

Εάν ένα φορτίο κινείται από ένα δεδομένο σημείο στο άπειρο, τότε

A = q(j - O) = qj => j= A/q, δηλ. ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΣΗΜΕΙΟΥ ΕΙΝΑΙ Η ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΟΥ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΓΙΝΕΙ ΑΠΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ, ΜΕΤΑΚΙΝΩΝΤΑΣ ΜΙΑ ΦΟΡΤΙΣΗ ΕΝΑ ΜΠΟΡΕΙ ΑΠΟ ΕΝΑ ΔΟΜΕΝΟ ΣΗΜΕΙΟ ΣΤΟ ΑΠΕΙΡΟ .

Αφήστε ένα θετικό φορτίο q να κινηθεί κατά την κατεύθυνση του διανύσματος έντασης σε απόσταση d σε ένα ομοιόμορφο ηλεκτροστατικό πεδίο με ένταση E. Η εργασία που γίνεται από το πεδίο για τη μετακίνηση ενός φορτίου μπορεί να βρεθεί τόσο μέσω της έντασης του πεδίου όσο και μέσω της διαφοράς δυναμικού. Είναι προφανές ότι με οποιαδήποτε μέθοδο υπολογισμού της εργασίας, προκύπτει η ίδια τιμή.

A = Fd = Eqd = qV. =>

Αυτός ο τύπος συνδέει τα χαρακτηριστικά δύναμης και ενέργειας του πεδίου. Επιπλέον, μας δίνει μια μονάδα έντασης.

[E] = V/m. 1 V/m είναι η ένταση ενός τέτοιου ομοιόμορφου ηλεκτροστατικού πεδίου, το δυναμικό του οποίου αλλάζει κατά 1 V όταν κινείται κατά 1 m κατά την κατεύθυνση του διανύσματος έντασης.

ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ OHM ΓΙΑ ΕΝΟΤΗΤΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ.

Η αύξηση της διαφοράς δυναμικού στα άκρα του αγωγού προκαλεί αύξηση της ισχύος ρεύματος σε αυτόν. Το Ohm απέδειξε πειραματικά ότι η ισχύς του ρεύματος σε έναν αγωγό είναι ευθέως ανάλογη με τη διαφορά δυναμικού σε αυτόν.

Όταν συνδέετε διαφορετικούς καταναλωτές στον ίδιο ηλεκτρικό κύκλωμαΗ τρέχουσα δύναμη σε αυτά είναι διαφορετική. Που σημαίνει διαφορετικούς καταναλωτέςεμποδίζουν τη διέλευση από αυτά με διαφορετικούς τρόπους ηλεκτρικό ρεύμα. ΜΙΑ ΦΥΣΙΚΗ ΠΟΣΟΤΗΤΑ ΠΟΥ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΖΕΙ ΤΗΝ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΕΝΟΣ ΑΓΩΓΟΥ ΝΑ ΑΠΟΔΙΔΕΙ ΤΗ ΔΙΕΒΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΜΕΣΩ ΑΥΤΗ ΟΝΟΜΑΖΕΤΑΙ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ . Η αντίσταση ενός δεδομένου αγωγού είναι συνεχήςσε σταθερή θερμοκρασία. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η αντίσταση των μετάλλων αυξάνεται και των υγρών μειώνεται. [R] = Ωμ. 1 Ohm είναι η αντίσταση ενός αγωγού μέσω του οποίου ρέει ρεύμα 1 Α με διαφορά δυναμικού 1 V στα άκρα του. Οι μεταλλικοί αγωγοί χρησιμοποιούνται συχνότερα. Οι φορείς ρεύματος σε αυτά είναι ελεύθερα ηλεκτρόνια. Όταν κινούνται κατά μήκος ενός αγωγού, αλληλεπιδρούν με θετικά ιόντα κρυσταλλικού πλέγματος, δίνοντάς τους μέρος της ενέργειάς τους και χάνοντας ταχύτητα. Για να αποκτήσετε την απαιτούμενη αντίσταση, χρησιμοποιήστε γεμιστήρα αντίστασης. Αποθήκη αντιστάσεων είναι ένα σύνολο συρμάτινων σπειρών με γνωστές αντιστάσεις που μπορούν να συμπεριληφθούν σε ένα κύκλωμα στον επιθυμητό συνδυασμό.

Ο Ohm το διαπίστωσε πειραματικά Η ΤΡΕΧΟΥΣΑ ΙΣΧΥΣ ΣΕ ΕΝΑ ΟΜΟΙΟΓΕΝΕΙΟ ΤΜΗΜΑ ΤΟΥ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ ΕΙΝΑΙ ΑΜΕΣΑ ΑΝΑΛΟΓΗ ΜΕ ΤΗ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΔΙΑΦΟΡΑ ΣΤΑ ΑΚΡΑ ΑΥΤΟΥ ΤΟΥ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗ ΑΝΑΛΟΓΗ ΜΕ ΤΗΝ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΑΥΤΟΥ ΤΟΥ ΤΜΗΜΑΤΟΣ.

Ένα ομοιογενές τμήμα ενός κυκλώματος είναι ένα τμήμα στο οποίο δεν υπάρχουν πηγές ρεύματος. Αυτός είναι ο νόμος του Ohm για ένα ομοιογενές τμήμα ενός κυκλώματος - η βάση όλων των ηλεκτρικών υπολογισμών.

Συμπεριλαμβανομένων των αγωγών διαφορετικά μήκη, διαφορετικών διατομών, κατασκευασμένα από διαφορετικά υλικά, βρέθηκε: Η ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΕΝΟΣ ΑΓΩΓΟΥ ΕΙΝΑΙ ΑΜΕΣΑ ΑΝΑΛΟΓΗ ΜΕ ΤΟ ΜΗΚΟΣ ΤΟΥ ΑΓΩΓΟΥ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗ ΑΝΑΛΟΓΗ ΜΕ ΤΗΝ ΕΜΒΑΔΑ ΔΙΑΤΟΜΗΣ ΤΟΥ. Η ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΚΥΒΟΥ ΜΕ ΑΚΜΗ 1 ΜΕΤΡΟΥ, ΠΟΥ ΦΤΙΑΓΕΤΑΙ ΑΠΟ ΚΑΠΟΙΑ ΟΥΣΙΑ, ΑΝ ΤΟ ΡΕΥΜΑ ΕΙΝΑΙ ΚΑΘΕΤΟ ΣΤΙΣ ΑΝΤΙΘΕΤΕΣ ΤΟΥ ΠΡΟΣΩΠΕΣ, ΟΝΟΜΑΖΕΤΑΙ ΣΥΓΚΕΚΡΙΜΕΝΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΤΗΣ . [r] = Ohm m. Συχνά χρησιμοποιείται μονάδα αντίστασης μη συστήματος - η αντίσταση ενός αγωγού με εμβαδόν διατομής 1 mm 2 και μήκος 1 m. [r] = Ohm mm 2 / Μ.

Αντίστασηουσίες - τιμή πίνακα. Η αντίσταση ενός αγωγού είναι ανάλογη με την ειδική αντίστασή του.

Η δράση των ρεοστατών ολίσθησης και βήματος βασίζεται στην εξάρτηση της αντίστασης του αγωγού από το μήκος του. Ο ρυθμιστικός ρεοστάτης είναι ένας κεραμικός κύλινδρος με σύρμα νικελίου τυλιγμένο γύρω του. Ο ρεοστάτης συνδέεται στο κύκλωμα χρησιμοποιώντας ένα ρυθμιστικό, το οποίο περιλαμβάνει μεγαλύτερο ή μικρότερο μήκος περιέλιξης στο κύκλωμα. Το σύρμα καλύπτεται με ένα στρώμα αλάτων, το οποίο μονώνει τις στροφές μεταξύ τους.

Α) ΣΕΙΡΑ ΚΑΙ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗ ΣΥΝΔΕΣΗ ΚΑΤΑΝΑΛΩΤΩΝ.

Συχνά πολλοί καταναλωτές ρεύματος περιλαμβάνονται σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι δεν είναι λογικό για κάθε καταναλωτή να έχει τη δική του τρέχουσα πηγή. Υπάρχουν δύο τρόποι σύνδεσης των καταναλωτών: σειριακή και παράλληλη και οι συνδυασμοί τους με τη μορφή μικτής σύνδεσης.

α) Σειριακή σύνδεση καταναλωτών.

Στο σειριακή σύνδεσηΟι καταναλωτές σχηματίζουν μια συνεχή αλυσίδα στην οποία οι καταναλωτές συνδέονται ο ένας μετά τον άλλο. Με σύνδεση σε σειρά, δεν υπάρχουν κλάδοι καλωδίων σύνδεσης. Για απλότητα, ας εξετάσουμε ένα κύκλωμα δύο συνδεδεμένων σε σειρά καταναλωτών. Ένα ηλεκτρικό φορτίο που διέρχεται από έναν από τους καταναλωτές θα περάσει και από τον δεύτερο, γιατί στον αγωγό που συνδέει τους καταναλωτές δεν μπορεί να υπάρξει εξαφάνιση, εμφάνιση ή συσσώρευση φορτίων. q=q 1 =q 2 . Διαιρώντας την προκύπτουσα εξίσωση με τη στιγμή που το ρεύμα διέρχεται από το κύκλωμα, λαμβάνουμε μια σχέση μεταξύ του ρεύματος που ρέει σε ολόκληρη τη σύνδεση και των ρευμάτων που διαρρέουν τα τμήματα του.

Προφανώς, η εργασία για τη μετακίνηση ενός μόνο θετικού φορτίου σε όλη την ένωση αποτελείται από την εργασία για τη μετακίνηση αυτού του φορτίου σε όλα τα τμήματα της. Εκείνοι. V=V 1 +V 2 (2).

Η συνολική διαφορά δυναμικού μεταξύ των συνδεδεμένων σε σειρά καταναλωτών είναι ίση με το άθροισμα των δυνητικών διαφορών μεταξύ των καταναλωτών.

Ας διαιρέσουμε και τις δύο πλευρές της εξίσωσης (2) με το ρεύμα στο κύκλωμα, παίρνουμε: U/I=V 1 /I+V 2 /I. Εκείνοι. Η αντίσταση ολόκληρου του συνδεδεμένου σε σειρά τμήματος είναι ίση με το άθροισμα των αντιστάσεων των τάσεων των στοιχείων του.

Β) Παράλληλη σύνδεση καταναλωτών.

Αυτός είναι ο πιο συνηθισμένος τρόπος για να ενεργοποιηθούν οι καταναλωτές. Με αυτή τη σύνδεση, όλοι οι καταναλωτές συνδέονται με δύο σημεία κοινά για όλους τους καταναλωτές.

Κατά το πέρασμα παράλληλη σύνδεση, το ηλεκτρικό φορτίο που ρέει μέσα από το κύκλωμα χωρίζεται σε διάφορα μέρη, πηγαίνοντας σε μεμονωμένους καταναλωτές. Σύμφωνα με το νόμο της διατήρησης του φορτίου q=q 1 +q 2. Διαιρώντας αυτήν την εξίσωση με το χρόνο διέλευσης του φορτίου, λαμβάνουμε μια σχέση μεταξύ του συνολικού ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα και των ρευμάτων που διαρρέουν μεμονωμένους καταναλωτές.

Σύμφωνα με τον ορισμό της διαφοράς δυναμικού V=V 1 =V 2 (2).

Σύμφωνα με το νόμο του Ohm για ένα τμήμα του κυκλώματος, αντικαθιστούμε τις εντάσεις ρεύματος στην εξίσωση (1) με το λόγο της διαφοράς δυναμικού προς την αντίσταση. Παίρνουμε: V/R=V/R 1 +V/R 2. Μετά τη μείωση: 1/R=1/R 1 +1/R 2,

εκείνοι. το αντίστροφο της αντίστασης μιας παράλληλης σύνδεσης είναι ίσο με το άθροισμα των αντίστροφων των αντιστάσεων των επιμέρους κλάδων της.