نصائح مفيدة

قانون أوم

Pin
Send
Share
Send
Send


يمكن أولاً تبسيط الدوائر الكهربائية ذات المقاومة النشطة من خلال الجمع بين المقاومات المتصلة على التوازي أو المتسلسل في مقاومات شائعة مكافئة لها ، وبعد ذلك ، باستخدام قانون أوم ، ابحث عن التيار أو الجهد على المقاومة الكلية المحسوبة. بعد ذلك ، يمكنك السير في الاتجاه المعاكس وباستخدام قانون أوم ، يمكنك العثور على الجهد والتيار في كل من مقاومات الدائرة.

وترد المعادلات اللازمة لإجراء العمليات الحسابية في المقالة قبل أمثلة محددة. المعلومات الواردة في المقالة كافية لحساب الدوائر الكهربائية بنفسك. في الحالات التي تكون فيها عدة خطوات ضرورية ، يتم تقديمها بالتتابع.

وتظهر جميع المقاومة في الدائرة كمقاومات (كما هو مبين في خط متعرج). من المفترض أن مقاومة الأسلاك التي تربطها (كما هو موضح في الخطوط المستقيمة) هي صفر (على الأقل تقريبًا ، مقارنة بالمقاومات).

وترد أدناه جميع الخطوات الرئيسية لتصميم الدوائر.

  1. 1 إذا كانت الدائرة تحتوي على أكثر من المقاوم ، ابحث عن المقاومة المكافئة "R" للدائرة بأكملها وفقًا للطريقة الموضحة أدناه في قسم "المقاومات المتصلة في سلسلة وبالتوازي".
  2. 2 استبدل مقاومة الدارة الكلية الموجودة "R" في معادلة قانون أوم ، كما هو موضح أدناه في قسم قانون أوم.
  3. 3 إذا كانت الدائرة تحتوي على أكثر من المقاوم ، يمكن استبدال الجهد أو القيم الحالية الموجودة في الخطوة السابقة مرة أخرى في المعادلة لقانون أوم من خلال إيجاد الجهد أو التيار على أي المقاوم الدائرة.

يمكن كتابة قانون أوم بثلاثة أشكال مكافئة ، بناءً على ما يجب تحديده:

"V" - الجهد ("فرق الجهد") في المقاومة ، "I" هي التيار الذي يتدفق عبر المقاومة ، و "R" هي قيمة المقاومة. إذا كانت المقاومة المقاوم (عنصر دائرة له مقاومة كهربائية محددة) ، يشار إليه عادة بالحرف "R" مع إضافة رقم ، على سبيل المثال ، "R1" ، "R105" ، إلخ.

من السهل الانتقال من الصيغة (1) إلى الصيغة (2) أو (3) عن طريق التحولات الجبرية. في بعض الحالات ، يتم استخدام التسمية "E" بدلاً من "V" (على سبيل المثال ، E = IR) ، حيث تشير "E" إلى EMF أو "القوة الدافعة الكهربائية" ، وهو اسم آخر للجهد.

يتم استخدام المعادلة (1) عندما يكون التيار المتدفق خلال مقاومة معينة معروفًا.

المعادلة (2) مناسبة للحالات التي يكون فيها الجهد عند مقاومة معينة معروفًا.

تسمح لك المعادلة (3) بحساب القيمة غير المعروفة للمقاومة ، إذا كان التيار الذي يمر عبر هذه المقاومة والجهد الكهربائي عليها معروفين.

في النظام الدولي للوحدات () ، يتم قياس القيم المدرجة في قانون أوم في الوحدات التالية:

  • يتم تعريف الجهد عبر المقاومة "V" في ، يختصر "B".
  • الحالية "أنا" تقاس ، يرمز إلى "أ".
  • تقاس المقاومة "R" بالأوم ، وتختصر "أوم". إذا كان الحرف "k" قبل تعيين أوم ، فهذا يعني "ألف" أوم ، أو كيلوم ، إذا كان الحرف "M" هو "مليون" أوم ، أو الميجوم.

ينطبق قانون أوم على أي دائرة تحتوي على مقاومات نشطة فقط (مثل المقاومات أو الموصلات بمقاومتها غير الصفرية أو وحدات الكمبيوتر). بالنسبة لبعض عناصر الدائرة (المحاثات والمكثفات) ، لا ينطبق قانون أوم في الشكل أعلاه (في المعادلات أعلاه ، تحتوي المقاومة فقط على "R" دون مراعاة عناصر المحاثة والسعة). يمكن استخدام قانون أوم للدارات ذات المقاومة النشطة ، بغض النظر عما إذا كانت مقاومة ثابتة (الحالية) ، أو مقاومة متناوبة (الحالية) ، أو أي شكل موجي تعسفي يختلف مع مرور الوقت مرتبط بها (أو يمر بها). إذا تغير الجهد أو التيار الموفر بطريقة الجيبية (بتردد ، على سبيل المثال ، 50 هرتز ، كما هو الحال في مأخذ التيار الكهربائي بالمنزل) ، يتم قياسها عادةً بجهد جذر متوسط ​​التربيع أو أمبير.

يمكنك العثور على مزيد من المعلومات حول قانون أوم في

مثال: انخفاض الجهد على طول السلك

لنفترض أننا نريد العثور على انخفاض الجهد عبر قطعة من الأسلاك عندما يتدفق التيار من 1 أمبير من خلاله. مقاومة هذا القسم من السلك 0.5 أوم. باستخدام المعادلة (1) لقانون أوم المذكور أعلاه ، نحسب انخفاض الجهد:

V = IR = (1 أ) (0.5 Ω) = 0.5 فولت (أي 1/2 فولت)

إذا كانت قدرة جذر متوسط ​​التربيع للتيار المتردد بتردد قدره 50 هرتز (شبكة منزلية) تبلغ 1 أمبير ، تكون النتيجة هي 0.5 فولت ، ولكن ستكون هذه هي القيمة "rms" لانخفاض الجهد الكهربي المتردد.

سلسلة المقاومة

وصلة "السلسلة" للمقاومة هي تلك التي ترتبط فيها نهاية المقاوم السابق ببداية التالي ، وبالتالي تشكل المقاومات سلسلة (انظر الشكل) ، المقاومة الكلية لهذه السلسلة تساوي مجموع مقاومات جميع المقاومات المكونة لها. في حالة مقاومات "n" R1 ، R2 ،. Rn لدينا:

المقاومة الموازية

المقاومة الكلية للمقاومات متصلة بالتوازي (انظر الرسم البياني على اليمين) يساوي:


غالبًا ما يتم استخدام شرطة مائلة ("//") للإشارة إلى أن المقاومة متصلة بشكل متوازٍ. على سبيل المثال ، يمكن الإشارة إلى الاتصال المتوازي للمقاومات R1 و R2 باختصار باسم "R1 // R2". لاحظ أن R1 // R2 = R2 // R1. يشار إلى أن الاتصال الموازي للمقاومات الثلاثة R1 و R2 و R3 هو "R1 // R2 // R3".

مثال: المقاومة الموازية

في حالة مقاومتين متطابقتين R1 = 10 أوم و R2 = 10 أوم متصلين على التوازي ، لدينا:

1 / صالعام = 1 / R1 + 1 / R2 = 0.1 + 0.1 = 0.2 Rالعام = 1 / 0.2 = 5 أوم

من المفيد أيضًا تذكر قاعدة "أقل من الأقل" ، مما يعني أن المقاومة الناتجة ستكون أقل من أدنى مقاومة في اتصال معين.

المقاومة متصلة في سلسلة وبالتوازي


يمكن حساب الدوائر التي تشتمل على مجموعات مختلفة من المقاومة المتصلة في السلسلة وبالتوازي من خلال دمج المقاومات في مقاومة "مكافئة" أو "مشتركة".

  1. اجمع كل المقاومات المتصلة بالتوازي مع مقاومتها المكافئة ، باستخدام قسم "المقاومة في اتصال متوازي" أعلاه. لاحظ أنه إذا كانت الفروع المتصلة بالتوازي تحتوي على مقاومات متصلة بالسلسلة ، فيجب أن تجد أولاً المقاومة المكافئة لهذه المقاومات المتصلة بالسلسلة.
  2. الجمع بين المقاومات سلسلة للعثور على المقاومة الكلية للدائرة Rالعام.
  3. باستخدام قانون أوم ، ابحث عن إجمالي التيار عبر الدائرة عند جهد معين ، أو إجمالي الجهد المطبق على تيار معروف خلال الدائرة.
  4. يتم استخدام الجهد الكلي أو التيار المحسوب أعلاه في معادلات قانون أوم عند حساب الفولتية والتيارات في أقسام فردية من الدائرة.
  5. استبدل قيم التيار أو الفولتية الموجودة سابقًا في معادلات قانون أوم من أجل إيجاد التيار أو الجهد على المقاوم الفردي. هذه العملية موضحة في المثال أدناه.

بالنسبة للدوائر الكبيرة ، قد يلزم تطبيق الخطوتين الموصوفتين أعلاه عدة مرات.

مثال: سلسلة من الاتصالات التسلسلية والمتوازية

في حالة الدائرة الموضحة على اليمين ، يجب أولاً الجمع بين المقاومات المتصلة الموازية ، والعثور على المقاومة المكافئة لها R1 // R2 ، ثم العثور على المقاومة الكلية للدائرة وفقًا للصيغة:

دع R3 = 2 أوم ، R2 = 10 أوم ، R1 = 15 أوم ، والدائرة متصلة ببطارية 12 فولت ، بحيث Vالعام = 12 فولت. وفقًا للخطوات الموضحة أعلاه ، لدينا:

Rالعام = R3 + R1 // R2 = 2 + 6 = 8 أوم


الآن الجهد عبر المقاومة R3 (يرمز إلى الخامسR3) يمكن حسابها باستخدام قانون أوم ، لأن التيار المتدفق عبر هذه المقاومة معروف ويساوي 1.5 أمبير:

VR3 = (أناشامل) (R3) = 1.5 أ × 2 أوم = 3 فولت

يمكن حساب الجهد على المقاوم R2 (يساوي الجهد على المقاوم R1) باستخدام قانون أوم عن طريق ضرب التيار I = 1.5 أمبير بمقاومة مكافئة للاتصال الموازي للمقاومات R1 // R2 = 6 أوم ، والذي يعطي 1.5 × 6 = 9 فولت ، أو ابحث عن طريق طرح الجهد الكهربي على R3 (الموجود أعلاه VR3) من إجمالي الجهد المطبق البالغ 12 فولت ، أي 12 فولت - 3 فولت = 9 فولت. بعد ذلك ، يمكنك العثور على التيار من خلال R2 (المعينة أناR2) باستخدام قانون أوم (يشار إلى الجهد على R2 باسم "VR2"):

أناR2 = (الخامسR2) / R2 = (9 فولت) / (10 أوم) = 0.9 أمبير

يمكن العثور على التيار من خلال R1 بطريقة مماثلة ، بتقسيم الجهد على هذا المقاوم (9 فولت) بمقاومته (15 أوم) ، والذي يعطي نتيجة 0.6 أمبير. يرجى ملاحظة أن التيار من خلال R2 (0.9 أمبير) في المجموع مع التيار من خلال R1 (0.6 أمبير) يعطي إجمالي التيار من خلال الدائرة (1.5 أمبير).

أين ومتى يمكن تطبيق قانون أوم؟

قانون أوم في الشكل المذكور أعلاه صالح على مدى واسع إلى حد ما بالنسبة للمعادن. يتم تنفيذها حتى يبدأ المعدن في الذوبان. نطاق أقل من التطبيق في المحاليل (يذوب) من الشوارد والغازات عالية التأين (البلازما).

عند العمل مع الدوائر الكهربائية ، من الضروري في بعض الأحيان تحديد انخفاض الجهد في عنصر معين. إذا كان مقاومًا له قيمة مقاومة معروفة (يتم وضعه في العلبة) ، ويعرف التيار الذي يمر به أيضًا ، يمكنك معرفة الجهد باستخدام صيغة أوم بدون توصيل الفولتميتر.

قانون أوم

يمكن كتابة قانون أوم بثلاثة أشكال مكافئة ، بناءً على ما يجب تحديده:

"V" - الجهد ("فرق الجهد") في المقاومة ، "I" هي التيار الذي يتدفق عبر المقاومة ، و "R" هي قيمة المقاومة. إذا كانت المقاومة المقاوم (عنصر دائرة له مقاومة كهربائية محددة) ، يشار إليه عادة بالحرف "R" مع إضافة رقم ، على سبيل المثال ، "R1" ، "R105" ، إلخ.

من السهل الانتقال من الصيغة (1) إلى الصيغة (2) أو (3) عن طريق التحولات الجبرية. في بعض الحالات ، يتم استخدام التسمية "E" بدلاً من "V" (على سبيل المثال ، E = IR) ، حيث تشير "E" إلى EMF أو "القوة الدافعة الكهربائية" ، وهو اسم آخر للجهد.

يتم استخدام المعادلة (1) عندما يكون التيار المتدفق خلال مقاومة معينة معروفًا.

المعادلة (2) مناسبة للحالات التي يكون فيها الجهد عند مقاومة معينة معروفًا.

تسمح لك المعادلة (3) بحساب القيمة غير المعروفة للمقاومة ، إذا كان التيار الذي يمر عبر هذه المقاومة والجهد الكهربائي عليها معروفين.

في نظام الوحدات الدولي (SI) ، يتم قياس القيم المدرجة في قانون أوم في الوحدات التالية:

  • يتم تحديد الجهد عبر المقاومة "V" في فولت ، يختصر إلى "V".
  • يقاس التيار "I" بالأمبير ، ويُشار إليه بـ "A".
  • تقاس المقاومة "R" بالأوم ، وتختصر "أوم". إذا كان الحرف "k" قبل تعيين أوم ، فهذا يعني "ألف" أوم ، أو كيلوم ، إذا كان الحرف "M" هو "مليون" أوم ، أو الميجوم.

ينطبق قانون أوم على أي دائرة تحتوي على مقاومات نشطة فقط (مثل المقاومات أو الموصلات بمقاومتها غير الصفرية أو وحدات الكمبيوتر). بالنسبة لبعض عناصر الدائرة (المحاثات والمكثفات) ، لا ينطبق قانون أوم في الشكل أعلاه (في المعادلات أعلاه ، تحتوي المقاومة فقط على "R" دون مراعاة عناصر المحاثة والسعة). يمكن استخدام قانون أوم للدارات ذات المقاومة النشطة ، بغض النظر عما إذا كانت مقاومة ثابتة (الحالية) ، أو مقاومة متناوبة (الحالية) ، أو أي شكل موجي تعسفي يختلف مع مرور الوقت مرتبط بها (أو يمر بها). إذا تغير الجهد أو التيار الموفر بطريقة الجيبية (بتردد ، على سبيل المثال ، 50 هرتز ، كما هو الحال في مأخذ التيار الكهربائي بالمنزل) ، يتم قياسها عادةً بجهد جذر متوسط ​​التربيع أو أمبير.

يمكنك العثور على مزيد من المعلومات حول قانون أوم على ويكيبيديا.

خطوات التحرير

  1. اجمع كل المقاومات المتصلة بالتوازي مع مقاومتها المكافئة ، باستخدام قسم "المقاومة في اتصال متوازي" أعلاه. لاحظ أنه إذا كانت الفروع المتصلة بالتوازي تحتوي على مقاومات متصلة بالسلسلة ، فيجب أن تجد أولاً المقاومة المكافئة لهذه المقاومات المتصلة بالسلسلة.
  2. الجمع بين المقاومات سلسلة للعثور على المقاومة الكلية للدائرة Rالعام.
  3. باستخدام قانون أوم ، ابحث عن إجمالي التيار عبر الدائرة عند جهد معين ، أو إجمالي الجهد المطبق على تيار معروف خلال الدائرة.
  4. يتم استخدام الجهد الكلي أو التيار المحسوب أعلاه في معادلات قانون أوم عند حساب الفولتية والتيارات في أقسام فردية من الدائرة.
  5. استبدل قيم التيار أو الفولتية الموجودة سابقًا في معادلات قانون أوم من أجل إيجاد التيار أو الجهد على المقاوم الفردي. هذه العملية موضحة في المثال أدناه.

بالنسبة للدوائر الكبيرة ، قد يلزم تطبيق الخطوتين الموصوفتين أعلاه عدة مرات.

معنى قانون أوم

يحدد قانون أوم قوة التيار في الدائرة الكهربائية عند جهد معين ومقاومة معروفة.

يتيح لك حساب التأثيرات الحرارية والكيميائية والمغناطيسية للتيار ، لأنها تعتمد على القوة الحالية.

قانون أوم مفيد للغاية في الهندسة (الإلكترونية / الكهربائية) ، حيث إنه يتصل بثلاث كميات كهربائية أساسية: التيار ، الجهد ، والمقاومة. يوضح كيف أن هذه الكميات الثلاثة مترابطة على المستوى المجهري.

إذا كان من الممكن وصف قانون أوم بكلمات بسيطة ، فسيبدو بصريًا كما يلي:

من قانون أوم ، يترتب على ذلك إغلاق شبكة الإضاءة التقليدية بموصل منخفض المقاومة. ستكون القوة الحالية كبيرة بحيث يمكن أن يكون لها عواقب وخيمة.

Pin
Send
Share
Send
Send