Hukum yang paling penting dari teknik listrik — hukum Ohm
Hukum Ohm
Fisikawan Jerman Georg Ohm (1787 -1854) secara eksperimental menetapkan bahwa kekuatan arus I yang mengalir melalui konduktor logam seragam (yaitu konduktor di mana gaya eksternal tidak bekerja) sebanding dengan tegangan U di ujung konduktor:
Saya = U / R, (1)
dimana R- hambatan listrik konduktor.
Persamaan (1) menyatakan Hukum Ohm untuk bagian rangkaian (tidak mengandung sumber arus): Arus dalam konduktor berbanding lurus dengan tegangan yang diberikan dan berbanding terbalik dengan resistansi konduktor.
Bagian sirkuit di mana ggl tidak bekerja. (gaya eksternal) disebut bagian homogen dari rangkaian, oleh karena itu rumusan hukum Ohm ini berlaku untuk bagian homogen dari rangkaian.
Lihat di sini untuk detail lebih lanjut: Hukum Ohm untuk bagian sirkuit
Sekarang kita akan mempertimbangkan bagian sirkuit yang tidak homogen, di mana EMF efektif dari bagian 1 - 2 dilambangkan dengan Ε12 dan diterapkan di ujung bagian perbedaan potensial — melalui φ1 — φ2.
Jika arus mengalir melalui konduktor tetap yang membentuk bagian 1-2, maka kerja A12 dari semua gaya (eksternal dan elektrostatis) yang dilakukan pada pembawa arus adalah hukum kekekalan dan transformasi energi sama dengan panas yang dilepaskan di daerah tersebut. Pekerjaan gaya dilakukan ketika muatan Q0 bergerak di bagian 1 - 2:
A12 = Q0E12 + Q0 (φ1 — φ2) (2)
E.m.s. E12 juga arus listrik I adalah besaran skalar. Itu harus diambil dengan tanda positif atau negatif, tergantung pada tanda kerja yang dilakukan oleh gaya eksternal. Saya memberi makan. mempromosikan pergerakan muatan positif ke arah yang dipilih (ke arah 1-2), maka E12> 0. Jika unit. mencegah muatan positif bergerak ke arah itu, maka E12 <0.
Selama waktu t, panas dilepaskan dalam konduktor:
Q = Az2Rt = IR (It) = IRQ0 (3)
Dari rumus (2) dan (3) kita dapatkan:
IR = (φ1 — φ2) + E12 (4)
Di mana
I = (φ1 — φ2 + E12) / R (5)
Ekspresi (4) atau (5) adalah Hukum Ohm untuk penampang yang tidak homogen dari rangkaian dalam bentuk integral, yang merupakan hukum Ohm yang digeneralisasikan.
Jika tidak ada sumber arus di bagian tertentu dari rangkaian (E12 = 0), maka dari (5) kita sampai pada hukum Ohm untuk bagian rangkaian yang homogen
I = (φ1 — φ2) / R = U / R
Jika sirkuit listrik ditutup, maka titik 1 dan 2 yang dipilih bertepatan, φ1 = φ2; kemudian dari (5) kita memperoleh Hukum Ohm untuk rangkaian tertutup:
Saya = E / R,
di mana E adalah ggl yang bekerja di rangkaian, R adalah resistansi total seluruh rangkaian. Secara umum, R = r + R1, di mana r adalah resistansi internal dari sumber arus, R1 adalah resistansi rangkaian eksternal.Oleh karena itu, hukum Ohm untuk rangkaian tertutup akan terlihat seperti ini:
Saya = E / (r + R1).
Jika sirkuit terbuka, tidak ada arus di dalamnya (I = 0), maka dari hukum Ohm (4) kita mendapatkan bahwa (φ1 — φ2) = E12, yaitu ggl yang bekerja dalam rangkaian terbuka sama dengan beda potensial di ujungnya. Oleh karena itu, untuk menemukan ggl dari sumber arus, perlu mengukur beda potensial pada terminal rangkaian terbukanya.
Contoh perhitungan Hukum Ohm:
Perhitungan arus menurut hukum Ohm
Menghitung Perlawanan Hukum Ohm
Penurunan tegangan
Lihat juga:
Pada beda potensial, gaya gerak listrik dan tegangan
Arus listrik dalam cairan dan gas
Magnetisme dan Elektromagnetisme
Tentang medan magnet, solenoida dan elektromagnet
Induksi diri dan induksi timbal balik
Medan listrik, induksi elektrostatik, kapasitansi dan kapasitor