모든 유형의 옴의 법칙. 학교 백과사전 옴의 법칙 적용
전기 회로를 연구하고 계산할 수 있는 전기 공학의 기본 법칙은 전류, 전압 및 저항 간의 관계를 설정하는 옴의 법칙입니다. 그 본질을 명확히 이해하고, 실제적인 문제를 해결할 때 올바르게 사용할 수 있어야 합니다. 옴의 법칙을 올바르게 적용할 수 없기 때문에 전기 공학에서 실수가 자주 발생합니다.
회로 섹션에 대한 옴의 법칙은 전류가 전압에 정비례하고 저항에 반비례한다고 말합니다.
전기 회로에 작용하는 전압을 여러 번 높이면 이 회로의 전류도 같은 양만큼 증가합니다. 그리고 회로 저항을 여러 번 높이면 전류는 같은 양만큼 감소합니다. 마찬가지로, 파이프가 물의 이동에 제공하는 압력이 더 크고 저항이 적을수록 파이프의 물 흐름은 더 커집니다.
대중적인 형태로 이 법칙은 다음과 같이 공식화될 수 있습니다. 동일한 저항에서 전압이 높을수록 전류는 높아지며, 동시에 동일한 전압에서 저항이 높을수록 전류는 낮아집니다.
옴의 법칙을 가장 간단하게 수학적으로 표현하려면 다음과 같이 생각됩니다. 1V의 전압에서 1A의 전류를 전달하는 도체의 저항은 1Ω입니다.
암페어 단위의 전류는 항상 볼트 단위의 전압을 옴 단위의 저항으로 나누어 결정할 수 있습니다. 그렇기 때문에 회로 섹션에 대한 옴의 법칙다음 공식으로 작성됩니다.
나 = U/R.
매직 트라이앵글
전기 회로의 모든 섹션이나 요소는 전류, 전압 및 저항이라는 세 가지 특성을 사용하여 특성화할 수 있습니다.
옴의 삼각형을 사용하는 방법:원하는 값을 닫습니다. 다른 두 기호는 계산 공식을 제공합니다. 그건 그렇고, 옴의 법칙은 전압과 저항에 대한 전류의 의존성을 반영하는 삼각형에서 단 하나의 공식이라고 불립니다. 다른 두 공식은 결과이기는 하지만 물리적인 의미는 없습니다.
회로 섹션에 대해 옴의 법칙을 사용하여 수행된 계산은 전압이 볼트로, 저항이 옴으로, 전류가 암페어로 표시될 때 정확합니다. 이러한 양의 측정 단위가 여러 개 사용되는 경우(예: 밀리암페어, 밀리볼트, 메가옴 등) 각각 암페어, 볼트, 옴으로 변환해야 합니다. 이를 강조하기 위해 때로는 회로 섹션에 대한 옴의 법칙 공식이 다음과 같이 작성됩니다.
암페어 = 볼트/옴
전류는 밀리암페어와 마이크로암페어 단위로 계산할 수 있으며, 전압은 볼트로, 저항은 각각 킬로옴과 메가옴으로 표시해야 합니다.
간단하고 접근 가능한 프레젠테이션으로 제공되는 전기에 관한 기타 기사:
옴의 법칙은 회로의 모든 부분에 유효합니다. 회로의 특정 부분에서 전류를 결정해야 하는 경우 이 부분(그림 1)에 작용하는 전압을 이 특정 부분의 저항으로 나누어야 합니다.
그림 1. 회로 단면에 옴의 법칙 적용
옴의 법칙을 사용하여 전류를 계산하는 예를 들어 보겠습니다.. 램프에 적용된 전압이 5V인 경우 저항이 2.5Ω인 램프의 전류를 확인하려고 한다고 가정합니다. 5V를 2.5Ω으로 나누면 2A의 전류 값을 얻습니다. 두 번째 예에서는 저항이 0.5MOhm인 회로에서 500V 전압의 영향을 받아 흐르는 전류를 결정합니다. 이를 위해 저항을 옴 단위로 표현합니다. 500V를 500,000Ω으로 나누면 0.001A 또는 1mA에 해당하는 회로의 전류 값을 찾습니다.
전류와 저항을 알면 옴의 법칙을 사용하여 전압이 결정되는 경우가 많습니다. 전압을 결정하는 공식을 작성해 봅시다
유 = IR
이 공식으로부터 다음이 분명해진다. 회로의 특정 부분 끝의 전압은 전류 및 저항에 정비례합니다.. 이 의존성의 의미는 이해하기 어렵지 않습니다. 회로 섹션의 저항을 변경하지 않으면 전압을 높여서 만 전류를 늘릴 수 있습니다. 이는 저항이 일정할 때 전류가 클수록 전압도 커짐을 의미합니다. 서로 다른 저항에서 동일한 전류를 얻어야 하는 경우 저항이 높을수록 그에 따라 전압도 높아야 합니다.
회로의 한 부분에 걸리는 전압을 종종 다음과 같이 부릅니다. 전력 감소. 이는 종종 오해로 이어집니다. 많은 사람들은 전압 강하가 일종의 낭비되는 불필요한 전압이라고 생각합니다. 실제로 전압과 전압 강하의 개념은 동일합니다.
옴의 법칙을 사용한 전압 계산은 다음 예를 통해 설명할 수 있습니다. 5mA의 전류가 저항이 10kΩ인 회로 섹션을 통과한다고 가정하고 이 섹션에서 전압을 결정해야 합니다.
곱하기 R -10000 Ohm에서 I = 0.005 A, 5 0 V와 동일한 전압을 얻습니다. 5 mA에 10 kOhm을 곱하면 동일한 결과를 얻을 수 있습니다. U = 50 V
전자 장치에서 전류는 일반적으로 밀리암페어로 표시되고 저항은 킬로옴으로 표시됩니다. 따라서 옴의 법칙에 따라 계산할 때 이러한 측정 단위를 사용하는 것이 편리합니다.
옴의 법칙은 전압과 전류가 알려진 경우 저항도 계산합니다. 이 경우의 공식은 다음과 같이 작성됩니다: R = U/I.
저항은 항상 전압 대 전류의 비율입니다.전압을 여러 번 높이거나 낮추면 전류도 같은 횟수만큼 증가하거나 감소합니다. 저항과 동일한 전압 대 전류의 비율은 변하지 않습니다.
저항을 결정하는 공식은 주어진 도체의 저항이 유출 및 전압에 따라 달라진다는 의미로 이해되어서는 안됩니다. 도체의 길이, 단면적, 재질에 따라 달라지는 것으로 알려져 있습니다. 외관상 저항을 결정하는 공식은 전류를 계산하는 공식과 유사하지만 근본적인 차이점이 있습니다.
회로의 특정 부분에 있는 전류는 실제로 전압과 저항에 따라 달라지며, 변화에 따라 변합니다. 그리고 회로의 특정 부분의 저항은 전압 및 전류의 변화와 관계없이 일정한 값이지만 이러한 값의 비율과 같습니다.
동일한 전류가 회로의 두 부분에 흐르고 두 부분에 적용되는 전압이 다를 때 더 큰 전압이 적용되는 부분의 저항이 그에 따라 더 크다는 것은 분명합니다.
그리고 동일한 전압의 영향으로 회로의 서로 다른 두 부분에 서로 다른 전류가 흐르면 항상 더 큰 저항을 갖는 부분에 더 작은 전류가 있게 됩니다. 이 모든 것은 회로 섹션에 대한 옴의 법칙의 기본 공식, 즉 전류가 클수록 전압은 커지고 저항은 낮아진다는 사실에서 비롯됩니다.
다음 예를 사용하여 회로 섹션에 대해 옴의 법칙을 사용하여 저항을 계산하는 방법을 보여 드리겠습니다. 40V의 전압에서 50mA의 전류가 통과하는 구간의 저항을 찾아야 합니다. 전류를 암페어로 표현하면 I = 0.05A가 됩니다. 40을 0.05로 나누면 저항이 800Ω이라는 것을 알 수 있습니다.
옴의 법칙은 소위 다음과 같이 명확하게 표현될 수 있습니다. 전류-전압 특성. 아시다시피 두 수량 사이의 정비례 관계는 좌표 원점을 통과하는 직선입니다. 이러한 의존성을 일반적으로 선형이라고 합니다.
그림에서. 그림 2는 저항이 100Ω인 회로 섹션에 대한 옴의 법칙 그래프의 예를 보여줍니다. 가로 축은 전압(볼트)을 나타내고 세로 축은 전류(암페어)를 나타냅니다. 전류 및 전압의 규모는 원하는 대로 선택할 수 있습니다. 모든 지점에서 전압 대 전류의 비율이 100Ω이 되도록 직선이 그려집니다. 예를 들어, U = 50V이면 I = 0.5A이고 R = 50: 0.5 = 100Ω입니다.
쌀. 2. 옴의 법칙(볼트암페어 특성)
전류와 전압의 음수 값에 대한 옴의 법칙 그래프는 동일한 모양을 갖습니다. 이는 회로의 전류가 양방향으로 동일하게 흐른다는 것을 나타냅니다. 저항이 클수록 주어진 전압에서 더 적은 전류가 얻어지며 직선은 더 평평해집니다.
전류-전압 특성이 좌표 원점을 통과하는 직선, 즉 전압이나 전류가 변해도 저항이 일정하게 유지되는 소자를 불린다. 선형 장치. 선형 회로 및 선형 저항이라는 용어도 사용됩니다.
전압이나 전류가 변하면 저항도 변하는 장치도 있습니다. 그러면 전류와 전압의 관계는 옴의 법칙이 아니라 좀 더 복잡한 방식으로 표현됩니다. 이러한 장치의 경우 전류-전압 특성은 좌표 원점을 통과하는 직선이 아니라 곡선 또는 파선이 됩니다. 이러한 장치를 비선형이라고 합니다.
옴의 법칙에 대한 니모닉 다이어그램
1826년 독일의 가장 위대한 물리학자 게오르그 시몬 옴(Georg Simon Ohm)은 "금속이 접촉 전기를 전도하는 법칙의 정의"라는 작품을 출판하여 유명한 법칙을 공식화했습니다. 당시 과학자들은 위대한 물리학자의 출판물을 적대적으로 맞이했습니다. 그리고 다른 과학자 Claude Poulier가 실험적으로 동일한 결론에 도달한 후에야 옴의 법칙이 전 세계적으로 인정되었습니다.
– 도체의 전류, 전압 및 저항 사이의 관계를 결정하는 물리적 패턴입니다.두 가지 주요 형태가 있습니다.
공식화 회로 섹션에 대한 옴의 법칙 – 전류는 전압에 정비례하고 저항에 반비례합니다. .
이 간단한 표현은 실제로 다양한 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다. 더 나은 암기를 위해 문제를 풀어보겠습니다.
문제 1.1
작업은 간단합니다. 구리선의 저항을 찾은 다음 회로 섹션에 대한 옴의 법칙 공식을 사용하여 전류를 계산합니다. 시작하자.
공식화 완전한 회로에 대한 옴의 법칙 - 전류 강도는 회로의 EMF 합에 정비례하고 소스와 회로 저항의 합에 반비례합니다., 여기서 E는 EMF, R은 회로 저항, r은 소스의 내부 저항입니다.
여기서 질문이 생길 수 있습니다. 예를 들어 EMF란 무엇입니까? 기전력은 EMF 소스에서 외부 힘의 작용을 특징짓는 물리량입니다. 예를 들어, 일반 AA 배터리에서 EMF는 전하가 한 극에서 다른 극으로 이동하도록 하는 화학 반응입니다. 단어 자체가 일렉트로닉 운전이 힘이 전기, 즉 전하를 움직인다는 것이다.
각각은 내부 저항 r을 가지며 소스 자체의 매개변수에 따라 달라집니다. 회로에는 저항 R도 있습니다. 이는 회로 자체의 매개변수에 따라 달라집니다.
완전한 사슬에 대한 옴의 법칙 공식은 다른 형태로 표현될 수 있습니다. 즉, 회로 소스의 EMF는 소스와 외부 회로의 전압 강하의 합과 같습니다.
자료를 통합하기 위해 공식을 사용하여 두 가지 문제를 해결합니다.완전한 회로에 대한 옴의 법칙.
문제 2.1
회로의 저항이 11Ω이고 회로에 연결된 소스의 EMF가 12V이고 내부 저항이 1Ω인 경우 회로의 전류 강도를 구합니다.
이제 좀 더 어려운 문제를 풀어보겠습니다.
문제 2.2
EMF 소스는 길이 1m, 단면적 1mm 2의 구리선을 사용하여 저항이 10Ω인 저항기에 연결됩니다. 소스 EMF가 12V이고 내부 저항이 1.9825Ω이라는 것을 알고 전류 강도를 구합니다.
시작하자.
전기 전압으로 인해 전류가 흐르게 됩니다. 그러나 전류의 출현에는 전압의 존재만으로는 충분하지 않으며 폐쇄 전류 회로도 필요합니다.
물의 차이(예: 수압)가 두 레벨 사이에서 측정되는 것처럼 전기 전압은 두 지점 사이의 전압계로 측정됩니다.
전압과 기전력의 측정 단위는 1볼트(1V)입니다. 1V의 전압에는 볼타 요소(묽은 황산의 구리 및 아연판)가 있습니다. 일반적인 Weston 소자는 20°C에서 1.0183V의 일정하고 정확한 전압을 갖습니다.
옴의 법칙은 전류 I, 전압 U 및 저항 r 사이의 관계를 표현합니다. 전류는 전압에 정비례하고 저항에 반비례합니다. I = U/r
자세한 내용은 여기를 참조하세요.
예:
1. 손전등 전구는 2.5V 전압의 건전지에 연결되어 있습니다. 저항이 8.3ohm이라면 전구를 통해 어떤 전류가 흐르나요 (그림 1)?
쌀. 1.
I = U/r = 4.5/15 = 0.3A
2. 나선형 저항이 15Ω인 전구가 4.5V 전압의 배터리에 연결되어 있습니다. 전구를 통해 어떤 전류가 흐르나요(그림 2는 연결 다이어그램을 보여줍니다)?
쌀. 2.
두 경우 모두 동일한 전류가 전구를 통해 흐르지만 두 번째 경우에는 더 많은 전력이 소비됩니다(전구가 더 강하게 빛납니다).
3. 전기 스토브의 가열 코일은 97Ω의 저항을 가지며 전압 U = 220V의 네트워크에 연결됩니다. 코일을 통과하는 전류는 무엇입니까? 연결 다이어그램은 그림을 참조하십시오. 삼.
쌀. 삼.
I = U/r = 220/97 = 2.27A
97Ω의 코일 저항은 가열을 고려하여 제공됩니다. 추울 때는 저항이 적습니다.
4. 그림 1의 다이어그램에 따라 회로에 연결된 전압계 도 4는 전압 U = 20V를 보여준다. r V = 1000 Ohm인 경우 전압계를 통해 어떤 전류가 흐르나요?
쌀. 4.
Iv = U/rv = 20/1000 = 0.02A = 20mA
5. 전구(4.5V, 0.3A)는 가변저항기 r = 10Ω 및 전압 U = 4V의 배터리와 직렬로 연결됩니다. 가변저항기 슬라이더가 제 위치에 있으면 전구를 통해 어떤 전류가 흐를까요? 각각 1, 2, 3입니다(그림 5는 연결 다이어그램을 보여줍니다).
쌀. 5.
데이터를 사용하여 전구의 저항을 계산해 보겠습니다. r l = 4.5/3 = 15 Ohm
슬라이더가 위치 1에 있으면 전체 가변 저항이 켜집니다. 즉, 회로 저항이 10Ω 증가합니다.
전류는 I1 = U/(r l + r) = 0.16 A = 4/25 = 0.16A와 같습니다.
위치 2에서 전류는 가변저항기의 절반을 통과합니다. 즉, r = 5Ω입니다. I2 = 4/15 = 0.266.
위치 3에서는 가변저항기가 단락(연결 해제)됩니다. 전류는 전구의 나선형만을 통과하기 때문에 가장 클 것입니다. I h = 4/15 = 0.266 A.
6. 변압기에서 전류가 흐르면서 발생하는 열은 내경 500mm, 벽 두께 4mm의 얼어붙은 철관을 가열하는 데 사용됩니다. 10m 떨어진 지점 1과 2에 3V의 2차 전압이 공급됩니다(그림 6).
쌀. 6.
먼저 파이프 단면적, 즉 링 면적을 계산하는 데 필요한 파이프 저항 r을 계산해 보겠습니다.
쇠파이프의 전기저항 r = ρl/S = 0.13 x (10/679)= 0.001915 옴.
파이프를 통해 흐르는 전류는 I = U/r = 3/0.001915 = 1566A입니다.
이 주제에 대해서는 다음을 참조하십시오.
안녕하세요, Electrician's Notes 웹사이트 독자 여러분..
오늘 저는 사이트에서라는 새로운 섹션을 열었습니다.
이 섹션에서는 전기 공학 문제를 명확하고 간단한 방식으로 설명하려고 합니다. 이론적 지식을 너무 깊이 탐구하지 않고 기본 사항을 충분한 순서로 알게 될 것이라고 즉시 말씀 드리겠습니다.
제가 여러분에게 가장 먼저 소개하고 싶은 것은 체인 단면에 대한 옴의 법칙입니다. 모두가 알아야 할 가장 기본적인 법칙이다.
이 법칙을 알면 회로 섹션의 전류, 전압(전위차) 및 저항 값을 쉽고 정확하게 결정할 수 있습니다.
옴은 누구입니까? 약간의 역사
옴의 법칙은 1826년 독일의 유명한 물리학자 게오르그 시몬 옴(Georg Simon Ohm)에 의해 발견되었습니다. 이것이 그의 모습입니다.
Georg Ohm의 전체 전기를 말하지 않겠습니다. 이에 대한 자세한 내용은 다른 리소스에서 확인할 수 있습니다.
가장 중요한 것만 말씀드리겠습니다.
전기 공학의 가장 기본적인 법칙은 그의 이름을 따서 명명되었으며 설계, 생산 및 일상 생활의 복잡한 계산에 적극적으로 사용됩니다.
체인의 균일한 부분에 대한 옴의 법칙은 다음과 같습니다.
I - 회로의 한 부분을 통해 흐르는 전류 값(암페어로 측정)
U – 회로 섹션의 전압 값(볼트 단위로 측정)
R – 회로 섹션의 저항 값(옴 단위로 측정)
공식을 말로 설명하면 전류강도는 전압에 비례하고 회로부의 저항에 반비례한다는 것을 알 수 있습니다.
실험을 해보자
공식을 말로 이해하는 것이 아니라 실제로 이해하려면 다음 다이어그램을 구성해야 합니다.
이 기사의 목적은 회로 섹션에 옴의 법칙을 사용하는 방법을 명확하게 보여주는 것입니다. 따라서 나는 이 회로를 내 작업대에 조립했습니다. 그녀가 어떻게 생겼는지 아래에서 확인하세요.
제어(선택) 키를 사용하여 출력에서 정전압 또는 교류 전압을 선택할 수 있습니다. 우리의 경우 정전압이 사용됩니다. LATR(실험실 자동 변압기)을 사용하여 전압 레벨을 변경합니다.
우리 실험에서는 회로 섹션 전체에 220(V)과 동일한 전압을 사용하겠습니다. 전압계를 사용하여 출력 전압을 확인합니다.
이제 우리는 자체 실험을 수행하고 실제로 옴의 법칙을 테스트할 준비가 되었습니다.
아래에서는 3가지 예를 들어보겠습니다. 각 예에서는 두 가지 방법(공식 사용 및 실제 방법)을 사용하여 필요한 값을 결정합니다.
예시 #1
첫 번째 예에서는 정전압원의 크기와 LED 전구의 저항값을 알고 회로의 전류(I)를 찾아야 합니다.
DC 전압 소스 전압은 유 = 220(V). LED 전구의 저항은 R = 40740(옴).
공식을 사용하여 회로의 전류를 찾습니다.
I = U/R = 220 / 40740 = 0.0054(A)
LED 전구와 직렬로 연결하고 전류계 모드로 켜고 회로의 전류를 측정합니다.
멀티미터 디스플레이에는 회로 전류가 표시됩니다. 그 값은 5.4(mA) 또는 0.0054(A)이며 이는 공식으로 구한 전류에 해당합니다.
예 2
두 번째 예에서는 회로의 전류량과 LED 전구의 저항값을 알고 회로 섹션의 전압(U)을 찾아야 합니다.
나는 = 0.0054(A)
R = 40740(옴)
공식을 사용하여 회로 섹션의 전압을 찾습니다.
U = I*R = 0.0054 *40740 = 219.9(V) = 220(V)
이제 실제적인 방법으로 얻은 결과를 확인해 보겠습니다.
전압계 모드로 켜진 멀티미터를 LED 전구와 병렬로 연결하여 전압을 측정합니다.
멀티미터 디스플레이에는 측정된 전압이 표시됩니다. 그 값은 220(V)이며 이는 회로 섹션에 대해 옴의 법칙 공식을 사용하여 구한 전압에 해당합니다.
예 3
세 번째 예에서는 회로의 전류 크기와 회로 구간의 전압 값을 알고 회로 구간의 저항(R)을 구해야 합니다.
나는 = 0.0054(A)
유 = 220(V)
다시 공식을 사용하여 회로 섹션의 저항을 찾아 보겠습니다.
R = U/I = 220/0.0054 = 40740.7(옴)
이제 실제적인 방법으로 얻은 결과를 확인해 보겠습니다.
멀티미터를 사용하여 LED 전구의 저항을 측정합니다.
결과 값은 R = 40740(옴), 이는 공식으로 구한 저항에 해당합니다.
회로의 한 부분에 대해 옴의 법칙을 기억하는 것이 얼마나 쉬운가요!!!
혼동하지 않고 공식을 쉽게 기억하기 위해 스스로 할 수 있는 작은 힌트를 사용할 수 있습니다.
아래 그림에 따라 삼각형을 그리고 전기 회로의 매개변수를 입력합니다. 이렇게 받아야 합니다.
사용 방법?
힌트 삼각형을 사용하는 것은 매우 쉽고 간단합니다. 찾아야 할 회로 매개변수를 손가락으로 닫습니다.
삼각형의 나머지 매개변수가 동일한 레벨에 있는 경우 이를 곱해야 합니다.
삼각형의 나머지 매개변수가 서로 다른 레벨에 있는 경우 상위 매개변수를 하위 매개변수로 나누어야 합니다.
힌트 삼각형을 사용하면 공식이 혼동되지 않습니다. 하지만 구구단처럼 배우는 것이 더 좋습니다.
결론
기사 끝에서 결론을 내리겠습니다.
전류는 마이너스 전위를 갖는 지점 B에서 플러스 전위를 갖는 지점 A로 전자가 직접적으로 흐르는 것입니다. 그리고 이 지점들 사이의 전위차가 클수록 B 지점에서 A 지점으로 더 많은 전자가 이동합니다. 회로 저항이 변하지 않으면 회로의 전류가 증가합니다.
그러나 전구의 저항은 전류의 흐름을 방해합니다. 그리고 회로의 저항이 클수록(여러 전구의 직렬 연결) 일정한 네트워크 전압에서 회로의 전류는 줄어듭니다.
추신 여기 인터넷에서 회로의 한 부분에 대한 옴의 법칙을 주제로 한 재미있지만 설명적인 만화를 발견했습니다.
1826년 독일의 과학자 게오르크 옴(Georg Ohm)이 발견하고 다음과 같이 설명했습니다.
전류 강도, 전압 및 회로 도체의 특성과 같은 지표 간의 관계에 대한 경험적 법칙입니다. 그 후 과학자의 이름을 따서 옴의 법칙이라고 불리기 시작했습니다.
나중에 이러한 특징은 전기와 접촉하는 동안 발생하는 도체의 저항에 지나지 않는다는 것이 밝혀졌습니다. 이것이 외부저항(R)이다. 전류원의 내부 저항(r) 특성도 있습니다.
회로 섹션에 대한 옴의 법칙
회로의 특정 섹션에 대한 일반화된 옴의 법칙에 따르면 회로 섹션의 전류 세기는 섹션 끝의 전압에 정비례하고 저항에 반비례합니다.
U는 단면 끝의 전압, I는 전류 강도, R은 도체의 저항입니다.
위의 공식을 고려하면 간단한 수학적 연산을 수행하여 알려지지 않은 U와 R 값을 찾는 것이 가능합니다.
위 공식은 네트워크가 단 하나의 저항을 경험할 때만 유효합니다.
폐쇄 회로에 대한 옴의 법칙
전체 회로의 전류 강도는 EMF를 회로의 동종 섹션과 비동종 섹션의 저항의 합으로 나눈 값과 같습니다.
폐쇄형 네트워크에는 내부 저항과 외부 저항이 모두 있습니다. 따라서 관계 공식이 달라집니다.
E는 기전력(EMF)이고, R은 소스의 외부 저항, r은 소스의 내부 저항입니다.
회로의 불균일한 부분에 대한 옴의 법칙
폐쇄형 전기 네트워크에는 선형 및 비선형 특성의 섹션이 포함되어 있습니다. 전류원이 없고 외부 영향에 의존하지 않는 구간은 선형이고, 전류원이 포함된 구간은 비선형입니다.
동종 네트워크의 한 부분에 대한 옴의 법칙은 위에서 언급되었습니다. 비선형 단면에 관한 법칙은 다음과 같은 형식을 갖습니다.
나는 = U/ R = f1 – f2 + E/ R
여기서 f1 – f2는 고려되는 네트워크 섹션의 끝점에서의 전위차입니다.
R – 회로의 비선형 부분의 총 저항
회로의 비선형 섹션의 EMF는 0보다 크거나 작을 수 있습니다. 전기 네트워크의 전류 이동과 함께 소스에서 나오는 전류의 이동 방향이 일치하면 양전하의 이동이 우세하고 EMF는 양이 됩니다. 방향이 일치하면 EMF에 의해 생성된 음전하의 이동이 네트워크에서 증가합니다.
교류에 대한 옴의 법칙
네트워크에 커패시턴스나 관성이 있는 경우 계산 시 저항을 생성하여 전류가 가변된다는 점을 고려해야 합니다.
교류에 대한 옴의 법칙은 다음과 같습니다.
여기서 Z는 전기 네트워크 전체 길이에 따른 저항입니다. 임피던스라고도 합니다. 임피던스는 능동저항과 반응저항으로 구성됩니다.
옴의 법칙은 기본적인 과학 법칙이 아니라 단지 경험적 관계일 뿐이며 일부 조건에서는 관찰되지 않을 수도 있습니다.
- 네트워크의 주파수가 높으면 전자기장이 빠른 속도로 변하므로 계산 시 전하 캐리어의 관성을 고려해야 합니다.
- 초전도성을 갖는 물질의 저온 조건에서;
- 도체가 통과하는 전압에 의해 강하게 가열되면 전류 대 전압의 비율이 가변적이 되어 일반 법칙과 일치하지 않을 수 있습니다.
- 도체 또는 유전체가 고전압 하에 있을 때;
- LED 램프에서;
- 반도체 및 반도체 장치.
차례로, 옴의 법칙을 준수하는 요소와 도체를 옴믹(ohmic)이라고 합니다.
옴의 법칙은 일부 자연 현상에 대한 설명을 제공할 수 있습니다. 예를 들어, 새가 고전압 전선에 앉아 있는 것을 보면 질문이 생깁니다. 왜 전류의 영향을 받지 않습니까? 이것은 매우 간단하게 설명됩니다. 전선 위에 앉아 있는 새는 일종의 지휘자이다. 대부분의 전압은 새들 사이의 틈에 떨어지며 "도체"자체에 떨어지는 부분은 새들에게 위험을 초래하지 않습니다.
하지만 이 규칙은 단일 연락처에만 적용됩니다. 새가 부리나 날개로 전선이나 전신주에 닿으면 그 부위에 전달되는 엄청난 양의 전압으로 인해 필연적으로 죽게 됩니다. 이런 경우는 어디에서나 일어납니다. 따라서 안전상의 이유로 일부 거주지에는 위험한 전압으로부터 새를 보호하기 위한 특수 장치가 설치되어 있습니다. 새들은 그러한 농어 위에서 완전히 안전합니다.
옴의 법칙은 실제로도 널리 사용됩니다. 전기는 노출된 전선을 만지는 것만으로도 인간에게 치명적입니다. 그러나 어떤 경우에는 인체의 저항이 다를 수 있습니다.
예를 들어, 건조하고 온전한 피부는 상처나 땀으로 뒤덮인 피부보다 전기 효과에 대한 저항력이 더 큽니다. 과로, 신경 긴장 및 중독으로 인해 작은 전압으로도 사람은 강한 감전을 당할 수 있습니다.
평균적으로 인체의 저항은 700Ω입니다. 이는 전문가가 고전압으로 작업할 때 35V의 전압이 인간에게 안전하다는 것을 의미합니다.