电气工程最重要的定律——欧姆定律

欧姆定律
德国物理学家格奥尔格·欧姆(1787 -1854)通过实验确定,流过均匀金属导体(即外力不起作用的导体)的电流强度I与导体两端的电压U成正比:
我 = U / R,(1)
其中 R — 导体的电阻.
欧姆定律的发现者——乔格·西蒙·欧姆 等式 (1) 表达了一段电路(不包含电流源)的欧姆定律: 导体中的电流与施加的电压成正比,与导体的电阻成反比。
电动势不起作用的电路部分。 (外力)被称为电路的均匀部分,因此欧姆定律的这个公式对电路的均匀部分有效。
有关更多详细信息,请参见此处: 电路部分的欧姆定律
现在我们将考虑电路的非均匀部分,其中部分 1-2 的有效 EMF 表示为 ε12 并施加在该部分的末端 潜在差异 — 通过 φ1 — φ2。
如果电流流过形成第 1-2 部分的固定导体,则所有力(外力和静电力)对载流子所做的功 A12 为 能量守恒定律 等于该区域释放的热量。电荷 Q0 在 1—2 截面移动时,力所做的功:

A12 = Q0E12 + Q0 (φ1 — φ2) (2)
紧急情况还有E12 安培数 I 是一个标量。它必须取正号或负号,具体取决于外力所做功的符号。如果电子版促进正电荷向选定方向(1-2方向)运动,则E12>0。若单位。阻止正电荷向该方向移动,则 E12 < 0。
在时间 t 内,导体中释放热量:

Q = Az2Rt = IR (It) = IRQ0 (3)
由式(2)和(3)可得:

IR = (φ1 — φ2) + E12 (4)
在哪里

I = (φ1 — φ2 + E12) / R (5)
表达式(4)或(5)是积分形式的电路的非均匀横截面的欧姆定律,即广义欧姆定律。
如果电路的某一部分没有电流源 (E12 = 0),则从 (5) 我们得出电路的均匀部分的欧姆定律
I = (φ1 — φ2) / R = U / R
如果 电路 闭合,则选点 1 和 2 重合,φ1 = φ2;然后从 (5) 我们得到闭合电路的欧姆定律:

我= E / R,
其中 E 是作用在电路中的电动势,R 是整个电路的总电阻。一般来说,R = r + R1,其中r为电流源的内阻,R1为外电路的电阻。因此,闭合电路的欧姆定律如下所示:

我 = E / (r + R1)。
如果电路开路,其中没有电流 (I = 0),那么根据欧姆定律 (4) 我们可以得到 (φ1 — φ2) = E12,即作用于开路的电动势等于其两端的电位差。因此,要找到电流源的电动势,就必须测量其开路端子之间的电位差。
欧姆定律计算示例:
根据欧姆定律计算电流
计算欧姆定律电阻
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