форум
22.08.2019
Просмотров: 147
Нью бест

Какова формулировка закона Ома?

alex2

Закон Ома — это физический закон, определяющий зависимость меж напряжением, силой тока и сопротивлением проводника в электронной цепи. Назван в честь его первооткрывателя Георга Ома. Сущность закона ординарна: ток I порождаемый напряжением U назад пропорционален сопротивлению R, которое ему приходится преодолевать, и прямо пропорционален порождающему напряжению:

I = U/R.

Следует также подразумевать, что закон Ома является базовым и может быть использован к хоть какой физической системе, в какой действуют некие потоки энергии, преодолевающие сопротивления. Его есть возможность использовать для расчета гидравлических, пневматических, магнитных, электронных, световых, термических потоков и т.д., также, как и Правила Кирхгофа, но основная сфера его внедрения — электротехника.

Закон Ома в интегральной форме

Закон Ома для участка электронной цепи есть возможность записать в виде:

U = I·R,

где:

  • U — напряжение либо разность потенциалов,
  • I — сила тока,
  • R — сопротивление.
  • В применении к замкнутой электронной цепи, в какой действует ЭДС закон Ома принимаеи немного иную форму:

    I = ε /(R+r),

    где:

  • ε — ЭДС цепи,
  • I — сила тока в цепи,
  • R — сопротивление всех частей цепи,
  • r — внутреннее сопротивление источника питания.
  • Закон Ома в дифференциальной форме

    Сопротивление R зависит как от материала, по которому течёт ток, так и от геометрических размеров проводника. Полезно переписать закон Ома в так именуемой дифференциальной форме, в какой зависимость от геометрических размеров исчезает, тогда и закон Ома обрисовывает только электропроводящие характеристики материала. Для изотропных материалов имеем

    j = σ·E,

    где:

  • j — вектор плотности тока,
  • σ — удельная проводимость,
  • E — вектор напряжённости электронного поля.
  • Все величины, входящие в это уравнение, являются функциями координат и, в общем случае, времени. В том случае материал анизотропен, то направления векторов плотности тока и напряжённости могут не совпадать. В данном случае удельная проводимость является тензором ранга (1, 1).

    Раздел физики, изучающий направление электронного тока в разных средах, именуется электродинамикой сплошных сред.

    Закон Ома для переменного тока

    В том случае цепь содержит не только лишь активные, да и реактивные составляющие (ёмкости, индуктивности), а ток является синусоидальным с повторяющейся частотой ω, то закон Ома обобщается; величины, входящие в него, становятся всеохватывающими:

    U = I·Z,

    где:

  • U = U0eiωt — напряжение либо разность потенциалов,
  • I — сила тока,
  • Z = Re-iδ — всеохватывающее сопротивление (импеданс),
  • R = (Ra2+Rr2)1/2 — полное сопротивление,
  • Rr = ωL — 1/ωC — реактивное сопротивление (разность индуктивного и емкостного),
  • — активное (омическое) сопротивление, не зависящее от частоты,
  • δ = -arctg Rr/Ra — сдвиг фаз меж напряжением и силой тока.
  • При всем этом переход от всеохватывающих переменных в значениях тока и напряжения к реальным (измеряемым) значениям может быть произведен взятием реальной либо надуманной части (однако во всех элементах цепи одной и той же!) всеохватывающих значений этих величин. Соответственно, оборотный переход строится для, например, U = U0sin(ωt + φ) подбором таковой U = U0eiωt, что ImU = U. Тогда все значения токов и напряжений в схеме нужно считать как F = ImF.

    В том случае ток меняется во времени, однако не является синусоидальным (и даже повторяющимся), то его есть возможность представить как сумму синусоидальных Фурье-компонент. Для линейных цепей есть возможность считать составляющие фурье-разложения тока действующими независимо.

    Также стоит отметить, что закон Ома является только простым приближением для описания зависимости тока от разности потенциалов и для неких структур справедлив только в узеньком спектре значений. Для описания более сложных (нелинейных) систем, когда зависимостью сопротивления от силы тока нельзя пренебречь, принято дискуссировать вольт-амперную характеристику. Отличия от закона Ома наблюдаются также в случаях, когда скорость конфигурации электронного поля так велика, что нельзя третировать инерционностью носителей заряда.

    Источники:

  • Википедия — закон Ома;
  • Yandex.Словари — закон Ома в Большой советской энциклопедии;
  • Элементы.ру — закон Ома.
  • Array

    Добавить комментарий

    орфографическая ошибка в тексте:
    чтобы сообщить об ошибке автору, нажмите кнопку "отправить сообщение об ошибке". вы также можете отправить свой комментарий.

    Задать вопрос прямо сейчас