完整电路的欧姆定律

完整电路的欧姆定律在电气工程中有术语：部分和全电路。

该站点称为：

术语“完整电路”用于指代所有电路组装在一起的电路，包括：

这样的定义有助于更好地导航电路，了解它们的特性，分析工作，寻找损坏和故障。它们嵌入在欧姆定律中，使您能够解决相同的问题以优化电气过程以满足人类需求。

Georg Simon Ohm 的基础研究几乎适用于所有领域电路部分或完整的原理图。

欧姆定律如何适用于完整的直流电路

例如，让我们以原电池为例，它通常被称为电池，阳极和阴极之间的电位差为 U。我们将带有灯丝的灯泡连接到其端子，其具有简单的电阻 R。

完整电路的欧姆定律

金属中电子运动产生的电流 I = U / R 将流过灯丝。由电池线、连接线和灯泡组成的电路是指电路的外部部分。

电流还将在电池电极之间的内部部分流动。它的载体将是带正电和带负电的离子。电子将被吸引到阴极，而正离子将从阴极排斥到阳极。

这样，正电荷和负电荷在阴极和阳极上积累，并在它们之间产生电位差。

电解质中离子的完全运动受阻电池内阻标有 «r»。它限制输出到外部电路的电流，并将其功率降低到一定值。

在电路的完整电路中，电流流过内、外电路，克服串联两段的总电阻R+r。它的值受施加在电极上的力的影响，这称为电动势或简称 EMF，用索引 «E» 表示。

它的值可以在电池空载（无外电路）的情况下用电压表测量。在同一个地方接上负载，电压表显示电压U。换句话说：在电池端子上没有负载时，U和E大小匹配，当电流流过外部电路时，U < E。

力 E 形成一个完整电路中电荷的运动，并决定其值 I = E / (R + r)。

该数学表达式定义了完整直流电路的欧姆定律。它的动作在图片的右侧有更详细的说明。它表明整个完整的电路由两个独立的电流电路组成。

还可以看出，在电池内部，即使关闭外部电路负载，带电粒子也会移动（自放电电流），因此在阴极会发生不必要的金属消耗。由于内阻，电池能量被加热并消散到环境中，随着时间的推移它就会消失。

实践表明，由于最终产品的成本急剧增加及其相当高的自放电，通过建设性方法降低内阻 r 在经济上是不合理的。

结论

为保持电池的效率，应仅将其用于其预期用途，仅在运行期间连接外部电路。

连接负载的电阻越高，电池寿命越长。因此，在同等光通量下，采用白炽灯丝的氙气灯消耗电流比充氮灯更低，从而保证了能源的使用寿命更长。

存储原电池时，必须通过可靠的隔离来排除外部电路触点之间的电流通过。

当电池的外电路电阻R大大超过内阻值r时，就认为是电压源，满足反接关系时，就是电流源。

欧姆定律如何用于完整的交流电路

交流电气系统是电气行业中最常见的系统。在这个行业中，它们通过电力线传输电力来达到巨大的长度。

随着传输线长度的增加，其电阻会增加，从而导致电线发热并增加传输能量的损失。

了解欧姆定律有助于电力工程师减少不必要的电力传输成本。为此，他们使用了电线中功率损耗分量的计算。

计算基于产生的有功功率 P = E ∙ I 的值，必须将其定性传输到远程消费者并克服总电阻：

发电机端子处的 EMF 大小由 E = I ∙ (r + R) 确定。

克服整个电路电阻的功率损耗 Pp 将由图中所示的公式表示。

电力线中的电能损失

从中可以看出，电力消耗与电线的长度/电阻成比例增加，并且可以通过增加发电机的 EMF 或线电压来减少电力传输期间的电力消耗。该方法通过在电力线发电机端的电路中包括升压变压器和在变电站的接收点包括降压变压器来使用。

但是，这种方法有局限性：

正弦交流电路中欧姆定律运行的特点

工业高压和家用三相/单相电力的现代用户不仅会产生有源负载，还会产生具有明显电感或电容特性的无功负载。它们导致施加电压的矢量与电路中流动的电流之间的相移。

在这种情况下，对于谐波的时间波动的数学符号，使用复杂形式和矢量图形用于空间表示。通过电源线传输的电流由公式记录：I = U / Z。

正弦交流电路中欧姆定律运行的特点

欧姆定律主要组成部分的数学符号与复数允许对用于控制和管理电力系统中不断发生的复杂技术过程的电子设备的算法进行编程。

除了复数，还使用了所有比率的差分形式。便于分析材料的导电性能。

一些技术因素可能违反完整电路的欧姆定律。他们包括：