قانون أوم لسلسلة كاملة وقسم من السلسلة: خيارات لكتابة الصيغة والوصف والشرح
لا توجد طريقة أمام كهربائي محترف أو متخصص في الإلكترونيات لتجاوز قانون أوم في أنشطته الخاصة، وحل أي مشاكل تتعلق بإعداد وضبط وإصلاح الدوائر الإلكترونية والكهربائية.
في الواقع، يجب على الجميع أن يفهموا هذا القانون. لأنه يتعين على الجميع التعامل مع الكهرباء في الحياة اليومية.
وعلى الرغم من أن قانون الفيزيائي الألماني أوم منصوص عليه في مناهج المدارس الثانوية، إلا أنه في الواقع لا يتم دراسته دائمًا في الوقت المناسب. لذلك، في مادتنا، سننظر في مثل هذا الموضوع ذي الصلة بالحياة ونفهم خيارات كتابة الصيغة.
محتوى المقال:
قسم واحد ودائرة كهربائية كاملة
بالنظر إلى الدائرة الكهربائية من وجهة نظر تطبيق قانون أوم على الدائرة، تجدر الإشارة إلى خيارين محتملين للحساب: لقسم منفصل ولدائرة كاملة.
حساب تيار قسم الدائرة الكهربائية
يعتبر قسم الدائرة الكهربائية، كقاعدة عامة، هو جزء الدائرة الذي يستثني مصدر المجالات الكهرومغناطيسية، باعتباره يتمتع بمقاومة داخلية إضافية.
ولذلك، فإن صيغة الحساب، في هذه الحالة، تبدو بسيطة:
أنا = ش/ ر,
حيث على التوالي:
- أنا - القوة الحالية؛
- ش - الجهد التطبيقية؛
- ر - مقاومة.
تفسير الصيغة بسيط - التيار المتدفق عبر قسم معين من الدائرة يتناسب مع الجهد المطبق عليه، والمقاومة تتناسب عكسيا.
وبالتالي، فإن الصيغة تصف بوضوح اعتماد تدفق التيار عبر قسم منفصل من الدائرة الكهربائية بالنسبة لقيم معينة من الجهد والمقاومة.
الصيغة ملائمة للاستخدام، على سبيل المثال، عند حساب معلمات المقاومة التي يجب لحامها في الدائرة إذا تم تحديد الجهد والتيار.
سيساعد الشكل أعلاه في تحديد، على سبيل المثال، التيار الذي يتدفق خلال مقاومة 10 أوم والتي يطبق عليها جهد 12 فولت. بالتعويض بالقيم نجد – I = 12 / 10 = 1.2 أمبير.
يتم حل مشاكل إيجاد المقاومة (عندما يكون التيار والجهد معروفين) أو الجهد (عندما يكون الجهد والتيار معروفين) بطريقة مماثلة.
وبالتالي، يمكنك دائمًا تحديد جهد التشغيل المطلوب وقوة التيار المطلوبة وعنصر المقاومة الأمثل.
بالمناسبة، أسلاك التوصيل لأي دائرة هي مقاومات. يتم تحديد مقدار الحمل الذي يجب عليهم تحمله بواسطة الجهد.
وبناءً على ذلك، وباستخدام قانون أوم مرة أخرى، يصبح من الممكن تحديد المقطع العرضي للموصل المطلوب بدقة، اعتمادًا على المادة الأساسية.
لدينا تعليمات مفصلة على موقعنا حساب المقطع العرضي للكابل من حيث القوة والتيار.
خيار الحساب لسلسلة كاملة
تتكون الدائرة الكاملة من قسم (أقسام)، بالإضافة إلى مصدر للمجالات الكهرومغناطيسية. وهذا يعني، في الواقع، أن المقاومة الداخلية لمصدر المجالات الكهرومغناطيسية تضاف إلى مكون المقاومة الموجود في قسم الدائرة.
لذلك، من المنطقي تغيير الصيغة أعلاه قليلاً:
أنا = ش / (ص + ص)
بالطبع، يمكن اعتبار قيمة المقاومة الداخلية للمجال الكهرومغناطيسي في قانون أوم لدائرة كهربائية كاملة ضئيلة، على الرغم من أن قيمة المقاومة هذه تعتمد إلى حد كبير على بنية مصدر المجال الكهرومغناطيسي.
ومع ذلك، عند حساب الدوائر الإلكترونية المعقدة، الدوائر الكهربائية ذات الموصلات المتعددة، فإن وجود مقاومة إضافية يعد عاملاً مهمًا.
سواء بالنسبة لقسم الدائرة أو للدائرة الكاملة، ينبغي أن تؤخذ في الاعتبار اللحظة الطبيعية - استخدام تيار ثابت أو متغير.
إذا تم النظر في النقاط المذكورة أعلاه، المميزة لقانون أوم، من وجهة نظر استخدام التيار المباشر، وفقًا للتيار المتردد، يبدو كل شيء مختلفًا إلى حد ما.
النظر في تأثير القانون على الكمية المتغيرة
ينبغي اعتبار مفهوم "المقاومة" لظروف مرور التيار المتردد أشبه بمفهوم "الممانعة". يشير هذا إلى مزيج من الحمل المقاوم (Ra) وحمل المقاوم التفاعلي (Rr).
تنجم مثل هذه الظواهر عن معلمات العناصر الحثية وقوانين التبديل فيما يتعلق بقيمة الجهد المتغير - قيمة التيار الجيبية.
بمعنى آخر، هناك تأثير لقيم التيار المؤدية (التأخر) من قيم الجهد، والذي يصاحبه ظهور القوى النشطة (المقاومة) والقوى التفاعلية (الحثية أو السعوية).
يتم حساب هذه الظواهر باستخدام الصيغة:
ض=ش/أنا أو ض = ص + ي * (Xل -Xج)
أين: ز - معاوقة؛ ر - الحمل النشط؛ Xل , Xج - الحمل الحثي والسعوي؛ ج - معامل في الرياضيات او درجة.
الاتصال التسلسلي والمتوازي للعناصر
بالنسبة لعناصر الدائرة الكهربائية (قسم الدائرة)، النقطة المميزة هي اتصال تسلسلي أو متوازي.
وبناءً على ذلك، يكون كل نوع من التوصيلات مصحوبًا بنمط مختلف من تدفق التيار وإمدادات الجهد.وفي هذا الصدد، يتم تطبيق قانون أوم أيضًا بشكل مختلف، اعتمادًا على خيار تضمين العناصر.
دائرة من العناصر المقاومة المتصلة على التوالي
فيما يتعلق بالتوصيل المتسلسل (قسم من الدائرة مكون من مكونين)، يتم استخدام الصيغة التالية:
- أنا = أنا1 = أنا2 ;
- ش = ش1 + ش2 ;
- ص = ر1 + ر2
توضح هذه الصيغة بوضوح أنه بغض النظر عن عدد المكونات المقاومة المتصلة على التوالي، فإن التيار المتدفق عبر جزء من الدائرة لا يتغير في قيمته.
إن حجم الجهد المطبق على مكونات المقاومة الفعالة للدائرة هو مجموع وإجمالي قيمة مصدر القوة الدافعة الكهربية.
في هذه الحالة، الجهد على كل مكون على حدة يساوي: أوكس = أنا * آر إكس.
يجب اعتبار المقاومة الكلية مجموع قيم جميع المكونات المقاومة في الدائرة.
دائرة من عناصر مقاومة متصلة متوازية
في حالة وجود اتصال متوازي للمكونات المقاومة، تعتبر الصيغة التالية عادلة فيما يتعلق بقانون الفيزيائي الألماني أوم:
- أنا = أنا1 +أنا2 … ;
- ش = ش1 = ش2 … ;
- 1/ر = 1/ر1 + 1/ر2 + …
لا يتم استبعاد خيارات إنشاء أقسام دوائر من النوع "المختلط" عند استخدام التوصيلات المتوازية والتسلسلية.
بالنسبة لمثل هذه الخيارات، يتم إجراء الحساب عادةً عن طريق الحساب الأولي لتصنيف المقاومة للاتصال الموازي. ثم تضاف قيمة المقاوم المتصل على التوالي إلى النتيجة التي تم الحصول عليها.
الأشكال المتكاملة والتفاضلية للقانون
تنطبق جميع النقاط المذكورة أعلاه مع الحسابات على الظروف التي يتم فيها استخدام الموصلات ذات البنية "المتجانسة" في الدوائر الكهربائية.
وفي الوقت نفسه، في الممارسة العملية، غالبا ما يتعين على المرء أن يتعامل مع بناء المخططات، حيث يتغير هيكل الموصلات في أقسام مختلفة. على سبيل المثال، يتم استخدام الأسلاك ذات المقطع العرضي الأكبر أو، على العكس من ذلك، أصغر، مصنوعة من مواد مختلفة.
ولمراعاة هذه الاختلافات، هناك صيغة مختلفة لما يسمى "قانون أوم التفاضلي والتكاملي". بالنسبة للموصل متناهي الصغر، يتم حساب مستوى الكثافة الحالية اعتمادًا على قيمة الجهد والموصلية.
يتم استخدام الصيغة التالية للحساب التفاضلي: ي = ό * ه
بالنسبة لحساب التكامل، وفقًا لذلك، تكون الصيغة: أنا * ص = φ1 – φ2 + έ
ومع ذلك، فإن هذه الأمثلة أقرب إلى مدرسة الرياضيات العليا ولا يتم استخدامها فعليًا في الممارسة الحقيقية للكهربائي البسيط.
استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع
سيساعد التحليل التفصيلي لقانون أوم في الفيديو أدناه على تعزيز المعرفة في هذا الاتجاه.
درس فيديو فريد يعزز العرض النظري المكتوب نوعيًا:
يرتبط عمل الكهربائي أو نشاط مهندس الإلكترونيات ارتباطًا وثيقًا باللحظات التي يتعين فيها على المرء فعليًا مراقبة قانون جورج أوم أثناء العمل. هذه بعض الحقائق البديهية التي يجب أن يعرفها كل محترف.
ليست هناك حاجة إلى معرفة واسعة النطاق حول هذه المسألة - يكفي معرفة الأشكال الثلاثة الرئيسية للصياغة من أجل تطبيقها بنجاح في الممارسة العملية.
هل ترغب في استكمال المواد المذكورة أعلاه بتعليقات قيمة أو التعبير عن رأيك؟ يرجى كتابة التعليقات في المربع الموجود أسفل المقالة. إذا كان لديك أي أسئلة، فلا تتردد في طرحها على خبرائنا.
