დენის სიძლიერე მიკროსქემის ერთგვაროვან მონაკვეთში პირდაპირპროპორციულია ძაბვის მიმართ მონაკვეთის მუდმივ წინააღმდეგობაზე და უკუპროპორციულია მონაკვეთის წინააღმდეგობის მიმართ მუდმივ ძაბვაზე.

სადუ - ძაბვა ტერიტორიაზე, რ- ტერიტორიის წინააღმდეგობა.

ომის კანონი წრის თვითნებური მონაკვეთისთვის, რომელიც შეიცავს პირდაპირი დენის წყაროს.

სადφ 1 - φ 2 + ε = U ძაბვა მიკროსქემის მოცემულ მონაკვეთზე,რ - მიკროსქემის მოცემული მონაკვეთის ელექტრული წინააღმდეგობა.

ომის კანონი სრული წრედისთვის.

დენის სიძლიერე სრულ წრეში უდრის წყაროს ელექტრომოძრავი ძალის შეფარდებას მიკროსქემის გარე და შიდა მონაკვეთების წინააღმდეგობების ჯამს.

სადრ - მიკროსქემის გარე მონაკვეთის ელექტრული წინააღმდეგობა,რ - მიკროსქემის შიდა მონაკვეთის ელექტრული წინააღმდეგობა.

Მოკლე ჩართვა.

სრული მიკროსქემის შესახებ ოჰმის კანონიდან გამომდინარეობს, რომ დენის სიძლიერე წრედში მოცემული დენის წყაროსთან დამოკიდებულია მხოლოდ გარე წრედის წინააღმდეგობაზე R.

თუ R წინააღმდეგობის მქონე გამტარი დაკავშირებულია დენის წყაროს ბოძებთან<< r, то тогда только ЭДС источника тока и его сопротивление будут определять значение силы тока в цепи. Такое значение силы тока будет являться предельным для данного источника тока и называется током короткого замыкания.

ელექტრული წინააღმდეგობა (R) არის ფიზიკური სიდიდე, რომელიც რიცხობრივად უდრის თანაფარდობას
ძაბვა გამტარის ბოლოებზე გამტარში გამავალ დენზე.
მიკროსქემის მონაკვეთის წინააღმდეგობის მნიშვნელობა შეიძლება განისაზღვროს ოჰმის კანონის ფორმულით წრედის მონაკვეთისთვის.

თუმცა, გამტარის წინააღმდეგობა არ არის დამოკიდებული წრედსა და ძაბვაში არსებულ დენზე, არამედ განისაზღვრება მხოლოდ გამტარის ფორმის, ზომისა და მასალის მიხედვით.

სადაც l არის გამტარის სიგრძე (m), S არის კვეთის ფართობი (კვ.მ),
r (ro) - წინაღობა (Ohm m).

წინააღმდეგობა

აჩვენებს მოცემული ნივთიერებისგან დამზადებული გამტარის წინააღმდეგობას,
1 მ სიგრძისა და 1 კვ.მ ჯვრის მონაკვეთით.

SI წინაღობის ერთეული: 1 ohm m

თუმცა პრაქტიკაში სადენების სისქე საგრძნობლად ნაკლებია 1 კვ.მ.
ამიტომ, უფრო ხშირად გამოიყენება წინააღმდეგობის გაზომვის არასისტემური ერთეული:

სისტემის წინააღმდეგობის ერთეული SI-ში:

გამტარის წინააღმდეგობა არის 1 Ohm, თუ პოტენციური სხვაობით მის ბოლოებში 1 ვ.
მასში გადის დენი 1 ა.

გამტარში წინააღმდეგობის არსებობის მიზეზი არის მოძრავი ელექტრონების ურთიერთქმედება გამტარის ბროლის ბადის იონებთან. სხვადასხვა ნივთიერებისგან დამზადებული გამტარებისთვის კრიტიკული გისოსების აგებულების განსხვავების გამო, მათი წინააღმდეგობები განსხვავდება ერთმანეთისგან.

N39

სერიული და პარალელური კავშირებიელექტროტექნიკაში - ელექტრული წრედის ელემენტების დამაკავშირებელი ორი ძირითადი გზა. სერიულ კავშირში ყველა ელემენტი ერთმანეთთან არის დაკავშირებული ისე, რომ წრედის მონაკვეთს, რომელიც მათ მოიცავს, არ ჰქონდეს ერთი კვანძი. პარალელურ კავშირში ჯაჭვში შემავალი ყველა ელემენტი გაერთიანებულია ორი კვანძით და არ აქვს კავშირი სხვა კვანძებთან, თუ ეს არ ეწინააღმდეგება მდგომარეობას.

როდესაც დირიჟორები სერიულად არის დაკავშირებული, დენი ყველა დირიჟორში ერთნაირია.

პარალელური შეერთებისას ძაბვის ვარდნა წრედის ელემენტების დამაკავშირებელ ორ კვანძს შორის ყველა ელემენტისთვის ერთნაირია. ამ შემთხვევაში, მიკროსქემის მთლიანი წინააღმდეგობის საპასუხო მნიშვნელობა უდრის პარალელურად დაკავშირებული დირიჟორების წინააღმდეგობების საპასუხო მნიშვნელობების ჯამს.

როდესაც დირიჟორები სერიულად არის დაკავშირებული, დენის სიძლიერე მიკროსქემის ნებისმიერ ნაწილში იგივეა:

მთლიანი ძაბვა წრეში სერიულ კავშირში, ან ძაბვა დენის წყაროს პოლუსებზე, უდრის მიკროსქემის ცალკეულ მონაკვეთებში ძაბვების ჯამს:

N40

Ელექტრომამოძრავებელი ძალა(EMF) არის სკალარული ფიზიკური სიდიდე, რომელიც ახასიათებს გარე (არაპოტენციური) ძალების მუშაობას პირდაპირი ან ალტერნატიული დენის წყაროებში. დახურულ გამტარ წრეში EMF უდრის ამ ძალების მუშაობას წრედის გასწვრივ ერთი დადებითი მუხტის გადაადგილებისთვის.

EMF შეიძლება გამოიხატოს გარე ძალების ელექტრული ველის სიძლიერის (). დახურულ ციკლში () მაშინ EMF ტოლი იქნება:

, სად არის კონტურის სიგრძის ელემენტი.

EMF, ისევე როგორც ძაბვა, იზომება ვოლტებში. ჩვენ შეგვიძლია ვისაუბროთ ელექტროძრავის ძალაზე მიკროსქემის ნებისმიერ ნაწილზე. ეს არის გარე ძალების სპეციფიკური მუშაობა არა მთელ წრეში, არამედ მხოლოდ მოცემულ ტერიტორიაზე. გალვანური უჯრედის EMF არის გარე ძალების მუშაობა ელემენტის შიგნით ერთი დადებითი მუხტის გადაადგილებისას ერთი პოლუსიდან მეორეზე. გარე ძალების მუშაობა არ შეიძლება გამოიხატოს პოტენციური სხვაობით, რადგან გარე ძალები არაპოტენციურია და მათი მუშაობა დამოკიდებულია ტრაექტორიის ფორმაზე. ასე, მაგალითად, გარე ძალების მუშაობა წყაროს გარეთ მიმდინარე ტერმინალებს შორის მუხტის გადაადგილებისას ნულის ტოლია.

[რედაქტირება] ინდუქციური emf

ელექტრომამოძრავებელი ძალის მიზეზი შეიძლება იყოს მიმდებარე სივრცეში მაგნიტური ველის ცვლილება. ამ მოვლენას ელექტრომაგნიტური ინდუქცია ეწოდება. წრედში ინდუცირებული ემფ-ის სიდიდე განისაზღვრება გამოსახულებით

სად არის მაგნიტური ველის ნაკადი დახურულ ზედაპირზე, რომელიც შემოსაზღვრულია კონტურით. "−" ნიშანი გამოხატულებამდე გვიჩვენებს, რომ ინდუცირებული ემფ-ის მიერ შექმნილი ინდუცირებული დენი ხელს უშლის წრედში მაგნიტური ნაკადის ცვლილებას.

n41

ელექტრული დენის მიერ შესრულებული სამუშაო გვიჩვენებს, თუ რამდენ სამუშაოს ასრულებდა ელექტრული ველი გამტარის გასწვრივ მუხტების გადაადგილებისას.

ორი ფორმულის ცოდნა:
I = q/t ..... და..... U = A/q
თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ ფორმულა ელექტრული დენის მუშაობის გამოსათვლელად:

ელექტრული დენით შესრულებული სამუშაო უდრის დენისა და ძაბვის ნამრავლს
და წრეში დენის დინების ხანგრძლივობისთვის.

ელექტრული დენის მუშაობის საზომი ერთეული SI სისტემაში:
[A] = 1 J = 1A. ბ. გ

ელექტრული დენის სიმძლავრე აჩვენებს დენის მიერ შესრულებულ სამუშაოს დროის ერთეულზე.
და უდრის შესრულებული სამუშაოს თანაფარდობას იმ დროს, რომლის განმავლობაშიც ეს სამუშაო შესრულდა.

(მექანიკაში სიმძლავრე ჩვეულებრივ აღინიშნება ასოებით ნ, ელექტროტექნიკაში - წერილი რ)
რადგან A = IUt, მაშინ ელექტრული დენის სიმძლავრე უდრის:

ელექტრული დენის სიმძლავრის ერთეული SI სისტემაში:

[P] = 1 W (ვატი) = 1 A. B

N42

ნახევარგამტარი- მასალა, რომელიც, თავისი სპეციფიკური გამტარობის თვალსაზრისით, იკავებს შუალედურ პოზიციას ინტერგამტარებსა და დიელექტრიკებს შორის და განსხვავდება გამტარებისგან სპეციფიკური გამტარობის ძლიერი დამოკიდებულებით მინარევების კონცენტრაციაზე, ტემპერატურასა და სხვადასხვა სახის გამოსხივების ზემოქმედებაზე. ნახევარგამტარის მთავარი თვისებაა ელექტრული გამტარობის გაზრდა ტემპერატურის მატებასთან ერთად.

ნახევარგამტარები არის ნივთიერებები, რომელთა ზოლის უფსკრული არის რამდენიმე ელექტრონ ვოლტის (eV) რიგის მიხედვით. მაგალითად, ბრილიანტი შეიძლება კლასიფიცირდეს როგორც ფართო ზოლიანი ნახევარგამტარები, და ინდიუმის არსენიდი - მდე ვიწრო უფსკრული. ნახევარგამტარებში შედის მრავალი ქიმიური ელემენტი (გერმანიუმი, სილიციუმი, სელენი, ტელურუმი, დარიშხანი და სხვა), შენადნობების და ქიმიური ნაერთების უზარმაზარი რაოდენობა (გალიუმის არსენიდი და ა.შ.). ჩვენს ირგვლივ სამყაროში თითქმის ყველა არაორგანული ნივთიერება ნახევარგამტარია. ბუნებაში ყველაზე გავრცელებული ნახევარგამტარია სილიციუმი, რომელიც დედამიწის ქერქის თითქმის 30%-ს შეადგენს.

იმისდა მიხედვით, მინარევების ატომი თმობს ელექტრონს თუ იჭერს მას, მინარევების ატომებს უწოდებენ დონორს ან მიმღებს. მინარევების ბუნება შეიძლება განსხვავდებოდეს იმისდა მიხედვით, თუ რომელი კრისტალური მედის ატომს ჩაანაცვლებს და რომელ კრისტალოგრაფიულ სიბრტყეშია ჩასმული.

ნახევარგამტარების გამტარობა დიდად არის დამოკიდებული ტემპერატურაზე. აბსოლუტურ ნულთან ახლოს, ნახევარგამტარებს აქვთ დიელექტრიკის თვისებები.

N43

მაგნიტური ფენომენები ცნობილი იყო ძველ სამყაროში. კომპასი გამოიგონეს 4500 წელზე მეტი ხნის წინ. ის ევროპაში დაახლოებით მე-12 საუკუნეში გამოჩნდა. თუმცა, მხოლოდ მე-19 საუკუნეში აღმოაჩინეს კავშირი ელექტროენერგიასა და მაგნიტიზმს შორის და იდეა მაგნიტური ველი .

პირველი ექსპერიმენტები (ჩატარდა 1820 წელს), რომელმაც აჩვენა, რომ არსებობს ღრმა კავშირი ელექტრულ და მაგნიტურ მოვლენებს შორის, იყო დანიელი ფიზიკოსის ჰ. ოერსტედის ექსპერიმენტები. ამ ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ დენის გამტარის მახლობლად მდებარე მაგნიტურ ნემსზე მოქმედებს ძალები, რომლებიც მიდრეკილნი არიან მის შემობრუნებას. იმავე წელს ფრანგმა ფიზიკოსმა ა.ამპერმა დააკვირდა ორი გამტარის ძალთა ურთიერთქმედებას დენებთან და დაადგინა დენების ურთიერთქმედების კანონი.

თანამედროვე კონცეფციების მიხედვით, დენის გამტარი დირიჟორები ერთმანეთზე ძალას ახდენენ არა უშუალოდ, არამედ მათ გარშემო არსებული მაგნიტური ველების მეშვეობით.

მაგნიტური ველის წყაროებია მოძრავიელექტრული მუხტები (დენები). მაგნიტური ველი წარმოიქმნება დენის გამტარების მიმდებარე სივრცეში, ისევე როგორც ელექტრული ველი წარმოიქმნება სტაციონარული ელექტრული მუხტების მიმდებარე სივრცეში. მუდმივი მაგნიტების მაგნიტური ველი ასევე იქმნება ელექტრული მიკროდინებით, რომლებიც ცირკულირებენ ნივთიერების მოლეკულებში (ამპერის ჰიპოთეზა).

მე-19 საუკუნის მეცნიერები ცდილობდნენ შეექმნათ მაგნიტური ველის თეორია ელექტროსტატიკის ანალოგიით, ე.წ. მაგნიტური მუხტებიორი ნიშანი (მაგალითად, ჩრდილოეთი ნდა სამხრეთი სმაგნიტური ნემსის ბოძები). თუმცა, გამოცდილება აჩვენებს, რომ იზოლირებული მაგნიტური მუხტები არ არსებობს.

დენების მაგნიტური ველი ფუნდამენტურად განსხვავდება ელექტრული ველისგან. მაგნიტურ ველს, ელექტრული ველისგან განსხვავებით, აქვს ძალის ეფექტი მხოლოდგადაადგილების მუხტებზე (დენებზე).

მაგნიტური ველის აღწერისთვის აუცილებელია ელექტრული ველის სიძლიერის ვექტორის მსგავსი ველის სიძლიერის მახასიათებლის დანერგვა. ეს მახასიათებელია მაგნიტური ინდუქციის ვექტორი რომელიც განსაზღვრავს დენებზე მოქმედ ძალებს ან მაგნიტურ ველში მოძრავ მუხტებს.

პოზიტივისთვის ვექტორის მიმართულებამიმართულება აღებულია სამხრეთ პოლუსიდან S-მდე მაგნიტური ნემსის ჩრდილოეთ პოლუსამდე N, თავისუფლად ორიენტირებული მაგნიტურ ველზე. ამრიგად, დენის ან მუდმივი მაგნიტის მიერ შექმნილი მაგნიტური ველის შესწავლით მცირე მაგნიტური ნემსის გამოყენებით შესაძლებელია ვექტორის მიმართულების დადგენა სივრცის თითოეულ წერტილში.ასეთი კვლევა საშუალებას გვაძლევს ვიზუალურად წარმოვიდგინოთ მაგნიტური ველის სივრცითი სტრუქტურა. . ელექტროსტატიკაში ძალის ხაზების მსგავსად, შეიძლება აშენდეს მაგნიტური ინდუქციის ხაზები , რომლის თითოეულ წერტილში ვექტორი მიმართულია ტანგენტის გასწვრივ.

N44

ამპერის კანონიდან გამომდინარეობს, რომ პარალელური გამტარები ელექტრული დენებით, რომლებიც მიედინება ერთი მიმართულებით, იზიდავენ და საპირისპირო მიმართულებებით იგერიებენ. ამპერის კანონი ასევე არის კანონი, რომელიც განსაზღვრავს ძალას, რომლითაც მაგნიტური ველი მოქმედებს დირიჟორის მცირე სეგმენტზე, რომელიც ატარებს დენს. იმ ძალის გამოხატულება, რომლითაც მაგნიტური ველი მოქმედებს დირიჟორის მოცულობის ელემენტზე დენის სიმკვრივით, რომელიც მდებარეობს მაგნიტურ ველში ინდუქციით, ერთეულების საერთაშორისო სისტემაში (SI) აქვს ფორმა:

.

თუ დენი მიედინება თხელ გამტარში, მაშინ სად არის გამტარის „სიგრძის ელემენტი“ - ვექტორი, რომელიც სიდიდით ტოლია და მიმართულებით ემთხვევა დენს. შემდეგ წინა თანასწორობა შეიძლება გადაიწეროს შემდეგნაირად:

ძალის მიმართულება განისაზღვრება ვექტორული ნამრავლის გამოთვლის წესით, რომელიც მოსახერხებელია დასამახსოვრებლად მარცხენა წესის გამოყენებით.

ამპერის ძალის მოდული შეგიძლიათ იხილოთ ფორმულის გამოყენებით:

სად არის კუთხე მაგნიტური ინდუქციისა და დენის ვექტორებს შორის.

ძალა მაქსიმალურია, როდესაც გამტარი ელემენტი დენით მდებარეობს მაგნიტური ინდუქციის ხაზების პერპენდიკულურად ():

N45

განვიხილოთ დენის მატარებელი წრე, რომელიც წარმოიქმნება ფიქსირებული მავთულებით და მათ გასწვრივ მოძრავი სიგრძის ჯუმპერით. ლ(ნახ. 2.17). ეს წრე არის გარე ერთიანი მაგნიტური ველის პერპენდიკულარული წრედის სიბრტყეზე. ნახატზე ნაჩვენები მიმდინარე მიმართულებით მე, ვექტორი თანამიმართულია .

მიმდინარე ელემენტზე მე(მოძრავი მავთულის) სიგრძე ლამპერის ძალა მოქმედებს მარჯვნივ:

მიეცით დირიჟორი ლგადაადგილდება თავის პარალელურად დ მანძილზე x. ეს გააკეთებს შემდეგს:

,

(2.9.1)

Სამუშაო , შესრულებული დენის გამტარი გადაადგილებისას, რიცხობრივად დენის და მაგნიტური ნაკადის ნამრავლის ტოლია, გადაკვეთა ამ დირიჟორმა.

ფორმულა ძალაში რჩება, თუ რაიმე ფორმის გამტარი მოძრაობს ნებისმიერი კუთხით მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის ხაზებთან.

ლორენცის ძალა

ძალა, რომელსაც ახორციელებს მაგნიტური ველი მოძრავი ელექტრულად დამუხტულ ნაწილაკზე.

სადაც q არის ნაწილაკების მუხტი;
V - დატენვის სიჩქარე;
B - მაგნიტური ველის ინდუქცია;
a არის კუთხე მუხტის სიჩქარის ვექტორსა და მაგნიტური ინდუქციის ვექტორს შორის.

ლორენცის ძალის მიმართულება განისაზღვრება მიერმარცხენა ხელის წესი:

თუ მარცხენა ხელს დადებთ ისე, რომ ინდუქციური ვექტორის კომპონენტი, რომელიც სიჩქარეზე პერპენდიკულარულია, შევიდეს ხელისგულში, ხოლო ოთხი თითი განლაგებულია დადებითი მუხტის მოძრაობის სიჩქარის მიმართულებით (ან სიჩქარის მიმართულების საწინააღმდეგოდ. უარყოფითი მუხტი), შემდეგ მოხრილი ცერა თითი მიუთითებს ლორენცის ძალის მიმართულებას

.

ვინაიდან ლორენცის ძალა ყოველთვის პერპენდიკულარულია მუხტის სიჩქარეზე, ის არ მუშაობს (ანუ არ ცვლის მუხტის სიჩქარის მნიშვნელობას და მის კინეტიკურ ენერგიას).

თუ დამუხტული ნაწილაკი მოძრაობს მაგნიტური ველის ხაზების პარალელურად, მაშინ Fl = 0, ხოლო მაგნიტურ ველში მუხტი მოძრაობს ერთნაირად და სწორხაზოვნად.

თუ დამუხტული ნაწილაკი მოძრაობს მაგნიტური ველის ხაზების პერპენდიკულურად, მაშინ ლორენცის ძალა არის ცენტრიდანული.

და ქმნის ცენტრიდანულ აჩქარებას ტოლი

ამ შემთხვევაში ნაწილაკი წრეში მოძრაობს.

.

ნიუტონის მეორე კანონის მიხედვით: ლორენცის ძალა ტოლია ნაწილაკების მასისა და ცენტრიდანული აჩქარების ნამრავლის.

შემდეგ წრის რადიუსი

და მაგნიტურ ველში მუხტის რევოლუციის პერიოდი არის

ვინაიდან ელექტრული დენი წარმოადგენს მუხტების მოწესრიგებულ მოძრაობას, მაგნიტური ველის მოქმედება დირიჟორზე, რომელიც ატარებს დენს, არის მისი მოქმედების შედეგი ცალკეულ მოძრავ მუხტებზე.

ნივთიერების მაგნიტური თვისებები

მატერიის მაგნიტური თვისებები აიხსნება ამპერის ჰიპოთეზის მიხედვით ნებისმიერი ნივთიერების შიგნით მოძრავი დახურული დენებით:

ატომების შიგნით, ორბიტებში ელექტრონების მოძრაობის გამო, არის ელემენტარული ელექტრული დენები, რომლებიც ქმნიან ელემენტარულ მაგნიტურ ველებს.
Ამიტომაც:
1. თუ ნივთიერებას არ გააჩნია მაგნიტური თვისებები, ელემენტარული მაგნიტური ველები არაორიენტირებულია (თერმული მოძრაობის გამო);

2. თუ ნივთიერებას აქვს მაგნიტური თვისებები, ელემენტარული მაგნიტური ველები თანაბრად არის მიმართული (ორიენტირებული) და წარმოიქმნება ნივთიერების საკუთარი შიდა მაგნიტური ველი.

ელექტრომაგნიტური ინდუქცია- დახურულ წრეში ელექტრული დენის წარმოქმნის ფენომენი, როდესაც მასში გამავალი მაგნიტური ნაკადი იცვლება.

ელექტრომაგნიტური ინდუქცია აღმოაჩინა მაიკლ ფარადეიმ 29 აგვისტოს. წყარო არ არის მითითებული 253 დღე] 1831 წ. მან აღმოაჩინა, რომ ელექტრომამოძრავებელი ძალა, რომელიც წარმოიქმნება დახურულ გამტარ წრეში, პროპორციულია მაგნიტური ნაკადის ცვლილების სიჩქარისა ამ წრედით შემოსაზღვრულ ზედაპირზე. ელექტრომოძრავი ძალის (EMF) სიდიდე არ არის დამოკიდებული იმაზე, თუ რა იწვევს ნაკადის ცვლილებას - თავად მაგნიტური ველის ცვლილება ან მაგნიტურ ველში წრედის (ან მისი ნაწილის) მოძრაობა. ამ ემფ-ით გამოწვეულ ელექტრო დენს ინდუცირებული დენი ეწოდება.

ფარადეის ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კანონის მიხედვით, როდესაც ელექტრულ წრეში გამავალი მაგნიტური ნაკადი იცვლება, მასში დენი ეწოდება ინდუქციას. ამ დენზე პასუხისმგებელი ელექტრომოძრავი ძალის სიდიდე განისაზღვრება განტოლებით:

სადაც მინუს ნიშანი ნიშნავს, რომ ინდუცირებული ემფ მოქმედებს ისე, რომ ინდუცირებული დენი ხელს უშლის ნაკადის ცვლილებას. ეს ფაქტი აისახება ლენცის წესში.

N48

აქამდე ჩვენ განვიხილეთ მაგნიტური ველების შეცვლა ისე, რომ ყურადღება არ მივაქციოთ თუ რა არის მათი წყარო. პრაქტიკაში მაგნიტური ველები ყველაზე ხშირად იქმნება სხვადასხვა ტიპის სოლენოიდების გამოყენებით, ე.ი. მრავალ შემობრუნების სქემები დენით.

აქ არის ორი შესაძლო შემთხვევა:წრეში დენი იცვლება, მაგნიტური ნაკადი იცვლება: ა ) იგივე წრე ; ბ ) მიმდებარე წრე.

თავად წრედში წარმოქმნილი ინდუცირებული ემფ ე.წ თვითგამოწვეული ემფდა თავად ფენომენი - თვითინდუქცია.

თუ ინდუცირებული emf ხდება მიმდებარე წრეში, მაშინ ისინი საუბრობენ ფენომენზე ორმხრივი ინდუქცია.

ნათელია, რომ ფენომენის ბუნება იგივეა, მაგრამ სხვადასხვა სახელები გამოიყენება იმ ადგილის ხაზგასასმელად, სადაც ხდება ინდუცირებული ემფ.

თვითინდუქციის ფენომენი აღმოაჩინა ამერიკელმა მეცნიერმა ჯ.ჰენრიმ.

ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კანონის მიხედვით

მაგრამ ΔФ=LΔI, აქედან გამომდინარე:

N49

ელექტროძრავა უბრალოდ მოწყობილობაა ელექტროენერგიის ეფექტურად გარდაქმნის მექანიკურ ენერგიად.

ამ ტრანსფორმაციის საფუძველია მაგნეტიზმი. ელექტროძრავები იყენებენ მუდმივ მაგნიტებს და ელექტრომაგნიტებს და ასევე იყენებენ სხვადასხვა მასალის მაგნიტურ თვისებებს ამ საოცარი მოწყობილობების შესაქმნელად.

არსებობს რამდენიმე სახის ელექტროძრავა. მოდით აღვნიშნოთ ორი ძირითადი კლასი: AC და DC.

AC (Alternating Current) კლასის ელექტროძრავებს ფუნქციონირებისთვის სჭირდებათ ალტერნატიული დენის ან ძაბვის წყარო (ასეთი წყარო შეგიძლიათ იპოვოთ სახლის ნებისმიერ ელექტრო განყოფილებაში).

DC (პირდაპირი დენი) კლასის ელექტროძრავებს მუშაობისთვის სჭირდებათ პირდაპირი დენის ან ძაბვის წყარო (ასეთი წყარო შეგიძლიათ იპოვოთ ნებისმიერ ბატარეაში).

უნივერსალური ძრავები შეიძლება იკვებებოდეს ნებისმიერი ტიპის წყაროდან.

განსხვავებულია არა მხოლოდ ძრავების კონსტრუქციები, განსხვავებულია სიჩქარისა და ბრუნვის კონტროლის მეთოდები, თუმცა ენერგიის გარდაქმნის პრინციპი ერთნაირია ყველა ტიპისთვის.

წრედის მონაკვეთს, რომელშიც გარე ძალები არ მოქმედებენ, რაც იწვევს EMF-ის წარმოქმნას (ნახ. 1), ეწოდება ერთგვაროვანი.

ომის კანონიჯაჭვის ერთგვაროვანი მონაკვეთისთვის 1826 წელს ექსპერიმენტულად შეიქმნა G. Ohm.

ამ კანონის მიხედვით, დენის სიმძლავრე I ერთგვაროვან ლითონის გამტარში პირდაპირპროპორციულია U ძაბვისა ამ გამტარის ბოლოებში და უკუპროპორციულია ამ გამტარის R წინააღმდეგობის.:

სურათი 2 გვიჩვენებს ელექტრული წრედის დიაგრამას, რომელიც საშუალებას გაძლევთ ექსპერიმენტულად შეამოწმოთ ეს კანონი. სადგურამდე MNსქემები მონაცვლეობით მოიცავს სხვადასხვა წინააღმდეგობის გამტარებს.

გამტარის ბოლოებზე ძაბვა იზომება ვოლტმეტრით და შეიძლება შეიცვალოს პოტენციომეტრის გამოყენებით. დენის სიძლიერე იზომება ამპერმეტრით, რომლის წინააღმდეგობა უმნიშვნელოა ( რ A ≈ 0). დირიჟორში დენის დამოკიდებულების გრაფიკი მასზე არსებულ ძაბვაზე - დირიჟორის დენი-ძაბვის მახასიათებელი - ნაჩვენებია სურათზე 3. დენი-ძაბვის მახასიათებლის დახრილობის კუთხე დამოკიდებულია გამტარის ელექტრულ წინაღობაზე. რ(ან მისი ელექტრული გამტარობა გ): .

დენის სიძლიერე დახურულ წრეში, რომელიც შედგება დენის წყაროსგან, რომელსაც აქვს შიდა წინააღმდეგობა და დატვირთვა, უდრის წყაროს ემფ-ის მნიშვნელობის თანაფარდობას წყაროს შიდა წინააღმდეგობის ჯამს და დატვირთვის წინააღმდეგობას.

8.გამტარების წინააღმდეგობა და გამტარობა. გამტარის რეზისტენტობის დამოკიდებულება ფიზიკურ პირობებზე

როდესაც ელექტრული წრე დახურულია, რომლის ტერმინალებზე არის პოტენციური განსხვავება, წარმოიქმნება ელექტრული დენი. თავისუფალი ელექტრონები, ელექტრული ველის ძალების გავლენის ქვეშ, მოძრაობენ გამტარის გასწვრივ. მათი მოძრაობისას თავისუფალი ელექტრონები ეჯახებიან გამტარის ატომებს და აძლევენ მათ კინეტიკური ენერგიის მარაგს.

ამრიგად, ელექტრონები, რომლებიც გადიან გამტარში, ხვდებიან წინააღმდეგობას მათი მოძრაობის მიმართ. როდესაც ელექტრული დენი გადის გამტარში, ეს უკანასკნელი თბება.

გამტარის ელექტრული წინააღმდეგობა (აღნიშნულია ლათინური ასო r) პასუხისმგებელია ელექტრული ენერგიის სითბოდ გადაქცევის ფენომენზე, როდესაც ელექტრული დენი გადის გამტარში. დიაგრამებში, ელექტრული წინააღმდეგობა მითითებულია, როგორც ნაჩვენებია ნახ. 18.

წინააღმდეგობის ერთეული მიღებულია 1 ომ. Om ხშირად წარმოდგენილია ბერძნული დიდი ასოთი Ω (ომეგა). ამიტომ, იმის ნაცვლად, რომ დაწეროთ: "დირიჟორის წინააღმდეგობა არის 15 ohms", შეგიძლიათ უბრალოდ დაწეროთ: r = 15 Ω.

1000 ომს ეწოდება 1 კილოჰმი (1 ომ, ან 1 კΩ).

1,000,000 ohms-ს ეწოდება 1 მეგოჰმი (1 მგ ომ, ან 1 MΩ).

სერიული და პარალელური კავშირებიელექტროტექნიკაში - ელექტრული წრედის ელემენტების დამაკავშირებელი ორი ძირითადი გზა. სერიულ კავშირში ყველა ელემენტი ერთმანეთთან არის დაკავშირებული ისე, რომ წრედის მონაკვეთს, რომელიც მათ მოიცავს, არ ჰქონდეს ერთი კვანძი. პარალელურ კავშირში ჯაჭვში შემავალი ყველა ელემენტი გაერთიანებულია ორი კვანძით და არ აქვს კავშირი სხვა კვანძებთან, თუ ეს არ ეწინააღმდეგება მდგომარეობას.

როდესაც დირიჟორები სერიულად არის დაკავშირებული, დენი ყველა დირიჟორში ერთნაირია.

პარალელური შეერთებისას ძაბვის ვარდნა წრედის ელემენტების დამაკავშირებელ ორ კვანძს შორის ყველა ელემენტისთვის ერთნაირია. ამ შემთხვევაში, მიკროსქემის მთლიანი წინააღმდეგობის საპასუხო მნიშვნელობა უდრის პარალელურად დაკავშირებული დირიჟორების წინააღმდეგობების საპასუხო მნიშვნელობების ჯამს.

როგორ განვსაზღვროთ წრედის მთლიანი წინააღმდეგობა,თუ უკვე ვიცით მასში შემავალი ყველა წინააღმდეგობა სერიებში? იმ პოზიციის გამოყენებით, რომ ძაბვა U დენის წყაროს ტერმინალებზე უდრის წრედის მონაკვეთებში ძაბვის ვარდნის ჯამს, შეგვიძლია დავწეროთ:

U = U1 + U2 + U3

U1 = IR1 U2 = IR2 და U3 = IR3

IR = IR1 + IR2 + IR3

მარჯვენა მხარეს ფრჩხილებიდან I ტოლობის ამოღებით, მივიღებთ IR = I(R1 + R2 + R3).

ტოლობის ორივე მხარე I-ზე რომ გავყოთ, საბოლოოდ გვექნება R = R1 + R2 + R3

ამრიგად, ჩვენ მივედით დასკვნამდე, რომ როდესაც წინააღმდეგობები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული, მთელი მიკროსქემის მთლიანი წინააღმდეგობა უდრის ცალკეული მონაკვეთების წინააღმდეგობების ჯამს.

Ელექტრომამოძრავებელი ძალა.

თუ გამტარში შეიქმნა ელექტრული ველი და არ მიიღება ზომები მის შესანარჩუნებლად, მაშინ დენის მატარებლების მოძრაობა ძალიან სწრაფად გამოიწვევს იმ ფაქტს, რომ გამტარის შიგნით ველი გაქრება და დენი შეჩერდება. იმისთვის, რომ დენის დიდი ხნის განმავლობაში შენარჩუნდეს, აუცილებელია მუდმივად ამოიღოთ აქ დენის მიერ მოტანილი დადებითი მუხტები ქვედა პოტენციალის მქონე j 2 დირიჟორის ბოლოდან და გადაიტანოთ ისინი უფრო მაღალი პოტენციალით ბოლოში (ნახ. 56.1).

გამტარში შექმნილი ელექტრული ველი ვერ განახორციელებს მუხტების ასეთ გადაცემას. იმისათვის, რომ არსებობდეს მუდმივი დენი, აუცილებელია სხვა ძალების მოქმედება (არა კულონის ძალები), რომლებიც მოძრაობენ მუხტების ელექტრული ძალების წინააღმდეგ და შეინარჩუნებენ ელექტრული ველების მუდმივობას. ეს შეიძლება იყოს მაგნიტური ძალები, მუხტების განცალკევება შესაძლებელია ქიმიური რეაქციების გამო, მუხტის მატარებლების დიფუზიის არაერთგვაროვან გარემოში და ა.შ. ამ ძალებისა და კულონის ურთიერთქმედების ძალებს შორის განსხვავების ხაზგასასმელად, ჩვეულებრივია მათი აღნიშვნა ტერმინით. გარე ძალები. მოწყობილობებს, რომლებშიც თავისუფალი მუხტები მოძრაობენ გარე ძალების გავლენით, ეწოდება მიმდინარე წყაროები.მათ შორისაა ელექტრომაგნიტური გენერატორები, თერმოელექტრული გენერატორები და მზის პანელები. ცალკე ჯგუფი შედგება ქიმიური ენერგიის წყაროებისგან: გალვანური უჯრედები, ბატარეები და საწვავის უჯრედები.

გარე ძალების მოქმედება შეიძლება დახასიათდეს გარე ძალების ველის სიძლიერის ცნების შემოღებით: .

გარე ძალების მუშაობა მუხტის გადასატანად ქსაიტზე დლშეიძლება გამოიხატოს შემდეგნაირად:

მონაკვეთის მთელ სიგრძეზე ლ:

. (56.1)

მნიშვნელობა, რომელიც უდრის გარე ძალების მიერ შესრულებული სამუშაოს თანაფარდობას მუხტის ამ მუხტზე გადასატანად, ეწოდება ელექტრომამოძრავებელი ძალა(EMF):

. (56.2)

გამტარში, რომლის მეშვეობითაც დენი მიედინება, ელექტრული ველის სიძლიერე არის კულონის ძალებისა და გარე ძალების ველის სიძლიერის ჯამი:

შემდეგ დენის სიმკვრივისთვის შეგვიძლია დავწეროთ

შევცვალოთ ვექტორები მათი პროგნოზებით დახურული მარყუჟის მიმართულებით და გავამრავლოთ განტოლების ორივე მხარე დლ:

ჩანაცვლების შემდეგ , , მივიღებთ მიღებულ განტოლებას ფორმამდე

ჩვენ ვაერთიანებთ მიღებულ გამოხატულებას ელექტრული წრედის სიგრძეზე:

განტოლების მარცხენა მხარეს ინტეგრალი წარმოადგენს წინააღმდეგობას რსექციები 1-2. განტოლების მარჯვენა მხარეს, პირველი ინტეგრალის მნიშვნელობა რიცხობრივად უდრის კულონის ძალების მუშაობას ერთეული მუხტის გადასატანად 1 წერტილიდან 2 წერტილამდე - ეს არის პოტენციური განსხვავება. მეორე ინტეგრალის მნიშვნელობა რიცხობრივად უდრის გარე ძალების მუშაობას ერთეული მუხტის გადასატანად 2 წერტილიდან 1 წერტილამდე - ეს არის ელექტრომოძრავი ძალა. ამის შესაბამისად განტოლება (56.3) ჩამოყვანილია ფორმამდე

მაგნიტუდა IRდენის სიძლიერისა და მიკროსქემის განყოფილების წინაღობის ნამრავლის ტოლია, ე.წ ძაბვის ვარდნაჯაჭვის მონაკვეთზე. Ძაბვის ვარდნა რიცხობრივად უდრის გარე ძალებითა და ელექტრული ველის ძალებით ერთეული მუხტის გადაადგილებისას შესრულებულ სამუშაოს (კულონი).

მიკროსქემის განყოფილებას, რომელიც შეიცავს EMF-ს, ეწოდება არაერთგვაროვანი განყოფილება. ჩვენ ვპოულობთ მიმდინარე სიძლიერეს ასეთ მონაკვეთში ფორმულიდან (56.4):

იმის გათვალისწინებით, რომ მიმდინარე წყარო შეიძლება დაუკავშირდეს მიკროსქემის მონაკვეთს ორი გზით, ჩვენ ვცვლით ნიშანს EMF-ის წინ „±“-ით:

გამოხატულება (56.5) არის ომის კანონი ჯაჭვის არაერთგვაროვანი მონაკვეთისთვის.ნიშნები „+“ ან „-“ ითვალისწინებს, თუ როგორ მოქმედებს გარე ძალები დენის ნაკადზე მითითებული მიმართულებით: ისინი ხელს უწყობენ ან აფერხებენ (ნახ. 56.2).

თუ მიკროსქემის მონაკვეთი არ შეიცავს EMF-ს, ანუ ის არის ერთგვაროვანი, მაშინ ფორმულიდან (56.5) გამოდის, რომ

ფორმულიდან (56.5) გამომდინარეობს

სად IR- ძაბვის ვარდნა მიკროსქემის გარე მონაკვეთზე, ირ- ძაბვის ვარდნა მიკროსქემის შიდა მონაკვეთზე.

აქედან გამომდინარე, დენის წყაროს ემფ უდრის ძაბვის ვარდნის ჯამს მიკროსქემის გარე და შიდა მონაკვეთებში..

.

დირიჟორებს, რომლებიც ემორჩილებიან ომის კანონს, ეწოდება ხაზოვანი.

დენის გრაფიკული დამოკიდებულება ძაბვაზე (ასეთი გრაფიკები ე.წ ვოლტ-ამპერიმახასიათებლები, შემოკლებით CVC) გამოსახულია სწორი ხაზით, რომელიც გადის კოორდინატების საწყისზე. აღსანიშნავია, რომ არსებობს ბევრი მასალა და მოწყობილობა, რომელიც არ ემორჩილება ომის კანონს, მაგალითად, ნახევარგამტარული დიოდი ან გაზგამშვები ნათურა. ლითონის გამტარებისთვისაც კი, საკმარისად მაღალი დენების დროს, შეინიშნება გადახრა Ohm-ის ხაზოვანი კანონისგან, რადგან ლითონის გამტარების ელექტრული წინააღმდეგობა იზრდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად.

1.5. გამტარების სერიული და პარალელური კავშირი

დირიჟორები DC ელექტრო სქემებში შეიძლება იყოს დაკავშირებული სერიულად ან პარალელურად.

დირიჟორების სერიაში შეერთებისას პირველი გამტარის ბოლო უერთდება მეორის დასაწყისს და ა.შ. ამ შემთხვევაში დენის სიძლიერე ყველა გამტარში ერთნაირია. , აძაბვა მთელი მიკროსქემის ბოლოებზე უდრის ძაბვების ჯამს ყველა სერიასთან დაკავშირებულ დირიჟორზე. მაგალითად, სამი სერიით დაკავშირებული დირიჟორისთვის 1, 2, 3 (ნახ. 4) ელექტრული წინააღმდეგობებით, მივიღებთ:

ბრინჯი. 4.

.

ოჰმის კანონის მიხედვით წრედის მონაკვეთისთვის:

U 1 = IR 1, U 2 = IR 2, U 3 = IR 3და U = IR (1)

სადაც არის რიგით დაკავშირებული გამტარების წრედის მონაკვეთის ჯამური წინააღმდეგობა. გამოთქმიდან და (1) გვაქვს . ამრიგად,

R = R 1 + R 2 + R 3 . (2)

როდესაც დირიჟორები სერიულად არის დაკავშირებული, მათი მთლიანი ელექტრული წინააღმდეგობა უდრის ყველა გამტარის ელექტრული წინააღმდეგობების ჯამს.

(1) მიმართებებიდან გამომდინარეობს, რომ ძაბვები სერიასთან დაკავშირებულ დირიჟორებზე პირდაპირპროპორციულია მათი წინააღმდეგობების:

ბრინჯი. 5.

დირიჟორების 1, 2, 3 პარალელურად შეერთებისას (ნახ. 5), მათ საწყისებსა და ბოლოებს აქვთ საერთო შეერთების წერტილები მიმდინარე წყაროსთან.

ამ შემთხვევაში, ყველა გამტარზე ძაბვა ერთნაირია, ხოლო დენი არ განშტოებულ წრეში უდრის დენების ჯამს ყველა პარალელურად შეერთებულ გამტარში. . სამი პარალელურად დაკავშირებული დირიჟორისთვის წინააღმდეგობებით და ოჰმის კანონის საფუძველზე წრედის მონაკვეთისთვის, ჩვენ ვწერთ

სამი პარალელურად შეერთებული დირიჟორის ელექტრული წრის მონაკვეთის მთლიანი წინააღმდეგობის აღსანიშნავად, დენის სიმძლავრეზე არ განშტოებულ წრეში ვიღებთ

, (5)

შემდეგ (3), (4) და (5) გამონათქვამებიდან გამომდინარეობს, რომ:

. (6)

დირიჟორების პარალელურად შეერთებისას წრედის მთლიანი წინაღობის ორმხრივი ტოლია ყველა პარალელურად შეერთებული გამტარის წინაღობების ორმხრივი ჯამის.

პარალელური შეერთების მეთოდი ფართოდ გამოიყენება ელექტრო განათების ნათურების და საყოფაცხოვრებო ელექტრო მოწყობილობების ელექტრო ქსელთან დასაკავშირებლად.

1.6. წინააღმდეგობის გაზომვა

რა არის წინააღმდეგობის გაზომვის მახასიათებლები?

მცირე წინააღმდეგობების გაზომვისას, გაზომვის შედეგზე გავლენას ახდენს დამაკავშირებელი მავთულის, კონტაქტების და საკონტაქტო თერმო-ემფ-ის წინააღმდეგობა. დიდი წინააღმდეგობების გაზომვისას აუცილებელია გავითვალისწინოთ მოცულობითი და ზედაპირული წინააღმდეგობები და გაითვალისწინოთ ან აღმოიფხვრათ ტემპერატურის, ტენიანობის და სხვა მიზეზების გავლენა. თხევადი გამტარების ან მაღალი ტენიანობის მქონე გამტარების წინააღმდეგობის გაზომვა (დამიწების წინააღმდეგობა) ხორციელდება ალტერნატიული დენის გამოყენებით, რადგან პირდაპირი დენის გამოყენება დაკავშირებულია ელექტროლიზის ფენომენით გამოწვეულ შეცდომებთან.

მყარი გამტარების წინააღმდეგობა იზომება პირდაპირი დენის გამოყენებით. ვინაიდან ეს, ერთის მხრივ, გამორიცხავს შეცდომებს, რომლებიც დაკავშირებულია გაზომვის ობიექტისა და საზომი მიკროსქემის ტევადობისა და ინდუქციურობის გავლენას, მეორეს მხრივ, შესაძლებელი ხდება მაგნიტოელექტრული სისტემის მოწყობილობების გამოყენება მაღალი მგრძნობელობითა და სიზუსტით. ამიტომ, მეგოჰმეტრი იწარმოება პირდაპირი დენით.

1.7. კირჩჰოფის წესები

კირჩჰოფის წესები– ურთიერთობები, რომლებიც ნარჩუნდება დენებსა და ძაბვებს შორის ნებისმიერი ელექტრული წრედის მონაკვეთებში.

კირჩჰოფის წესები არ გამოხატავს სტაციონარული ელექტრული ველის რაიმე ახალ თვისებებს დენის გამტარ გამტარებლებში ოჰმის კანონთან შედარებით. პირველი მათგანი არის ელექტრული მუხტების შენარჩუნების კანონის შედეგი, მეორე არის ოჰმის კანონის შედეგი წრედის არაერთგვაროვანი მონაკვეთისთვის. თუმცა, მათი გამოყენება მნიშვნელოვნად ამარტივებს დენების გამოთვლას განშტოებულ წრეებში.

კირჩჰოფის პირველი წესი

კვანძოვანი წერტილები შეიძლება გამოვლინდეს განშტოებულ ჯაჭვებში (კვანძები ), რომელშიც სულ მცირე სამი გამტარი იყრის თავს (სურ. 6). კვანძში შემავალი დენები ითვლება დადებითი; მიედინება კვანძიდან - უარყოფითი.

მუხტის დაგროვება არ შეიძლება მოხდეს DC მიკროსქემის კვანძებში. ეს მივყავართ კირჩჰოფის პირველ წესამდე:

კვანძში შეკრებილი მიმდინარე სიძლიერეების ალგებრული ჯამი ნულის ტოლია:

ან ზოგადად:

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, იმდენი დენი მიედინება კვანძში, იმდენი მიედინება მისგან. ეს წესი გამომდინარეობს მუხტის შენარჩუნების ფუნდამენტური კანონიდან.

კირჩჰოფის მეორე წესი

განშტოებულ ჯაჭვში ყოველთვის შესაძლებელია გამოიყოს გარკვეული რაოდენობის დახურული ბილიკები, რომლებიც შედგება ერთგვაროვანი და ჰეტეროგენული მონაკვეთებისგან. ასეთ დახურულ ბილიკებს კონტურები ეწოდება . შერჩეული მიკროსქემის სხვადასხვა ნაწილში სხვადასხვა დენმა შეიძლება შემოვა. ნახ. სურათი 7 გვიჩვენებს განშტოებული ჯაჭვის მარტივ მაგალითს. წრე შეიცავს ორ კვანძს a და d, რომლებშიც იდენტური დენები იყრის თავს; ამიტომ მხოლოდ ერთი კვანძია დამოუკიდებელი (a ან d).

წრე შეიცავს ერთ დამოუკიდებელ კვანძს (a ან d) და ორ დამოუკიდებელ წრეს (მაგალითად, abcd და adef)

წრეში შეიძლება გამოიყოს სამი წრე abcd, adef და abcdef. მათგან მხოლოდ ორია დამოუკიდებელი (მაგალითად, abcd და adef), რადგან მესამე არ შეიცავს ახალ რეგიონებს.

კირჩჰოფის მეორე წესი არის ოჰმის განზოგადებული კანონის შედეგი.

მოდით დავწეროთ ოჰმის განზოგადებული კანონი იმ მონაკვეთებისთვის, რომლებიც ქმნიან ნახატზე ნაჩვენები წრედის ერთ-ერთ კონტურს. 8, მაგალითად abcd. ამისათვის თქვენ უნდა დააყენოთ თითოეულ საიტზე დენის დადებითი მიმართულებადა მიკროსქემის შემოვლითი დადებითი მიმართულება. თითოეული განყოფილებისთვის განზოგადებული ოჰმის კანონის დაწერისას აუცილებელია დაიცვან გარკვეული „ნიშნის წესები“, რომლებიც ახსნილია ნახ. 8.

კონტურული მონაკვეთებისთვის abcd, განზოგადებული Ohm-ის კანონი იწერება როგორც:

ძვ.წ. განყოფილებისთვის:

განყოფილებისთვის da:

ამ თანასწორობის მარცხენა და მარჯვენა გვერდების დამატება და იმის გათვალისწინება , ვიღებთ:

ანალოგიურად, ადეფის კონტურისთვის შეიძლება დაწეროთ:

კირჩჰოფის მეორე წესის მიხედვით:

ნებისმიერ მარტივ დახურულ წრეში, თვითნებურად არჩეულ განშტოებულ ელექტრულ წრეში, დენის სიძლიერის პროდუქტთა ალგებრული ჯამი და შესაბამისი მონაკვეთების წინააღმდეგობა უდრის წრეში არსებული emfs-ების ალგებრულ ჯამს:

,

სად არის წყაროების რაოდენობა წრეში, არის მასში არსებული წინააღმდეგობების რაოდენობა.

წრედისთვის სტრესის განტოლების შედგენისას თქვენ უნდა აირჩიოთ წრედის გავლის დადებითი მიმართულება.

თუ დენების მიმართულებები ემთხვევა წრედის გვერდის ავლით შერჩეულ მიმართულებას, მაშინ დენის სიძლიერე დადებითად ითვლება. EMF დადებითად განიხილება, თუ ისინი ქმნიან დენებს, რომლებიც მიმართულია წრედის გვერდის ავლით.

მეორე წესის განსაკუთრებული შემთხვევა ერთი წრედისგან შემდგარი სქემისთვის არის ომის კანონი ამ წრედისთვის.

განშტოებული DC სქემების გაანგარიშების პროცედურა

განშტოებული DC ელექტრული წრედის გაანგარიშება ხორციელდება შემდეგი თანმიმდევრობით:

· თვითნებურად აირჩიოს დენების მიმართულება წრედის ყველა მონაკვეთში;

· დაწერეთ დამოუკიდებელი განტოლებები კირჩჰოფის პირველი წესის მიხედვით, სად არის ჯაჭვში კვანძების რაოდენობა;

· აირჩიე თვითნებურად დახურული კონტურები ისე, რომ ყოველი ახალი კონტური შეიცავდეს წრედის მინიმუმ ერთ მონაკვეთს, რომელიც არ შედის ადრე შერჩეულ კონტურებში. ჩაწერეთ კირხჰოფის მეორე წესი მათთვის.

განშტოებულ ჯაჭვში, რომელიც შეიცავს კვანძებს და ჯაჭვის მონაკვეთებს მიმდებარე კვანძებს შორის, კონტურის წესის შესაბამისი დამოუკიდებელი განტოლებების რაოდენობაა.

კირჩჰოფის წესების საფუძველზე შედგენილია განტოლებათა სისტემა, რომლის ამოხსნა საშუალებას იძლევა, აღმოაჩინოს დენის სიძლიერე წრედის ტოტებში.

მაგალითი 1:

კირჩჰოფის პირველი და მეორე წესები, ჩაწერილი ამისთვის ყველასგანშტოებული მიკროსქემის დამოუკიდებელი კვანძები და სქემები ერთად იძლევა ალგებრული განტოლებების აუცილებელ და საკმარის რაოდენობას ელექტრული წრეში ძაბვისა და დენების მნიშვნელობების გამოსათვლელად. 7-ზე ნაჩვენები სქემისთვის სამი უცნობი დენის განსაზღვრის განტოლებათა სისტემას აქვს ფორმა:

,

,

.

ამრიგად, კირჩჰოფის წესები ამცირებენ განშტოებული ელექტრული წრედის გამოთვლას წრფივი ალგებრული განტოლებების სისტემის ამოხსნამდე. ეს გამოსავალი არ იწვევს რაიმე ფუნდამენტურ სირთულეს, თუმცა, ის შეიძლება იყოს ძალიან რთული, თუნდაც საკმაოდ მარტივი სქემების შემთხვევაში. თუ გადაწყვეტის შედეგად, მიმდინარე სიძლიერე ზოგიერთ მხარეში აღმოჩნდება უარყოფითი, მაშინ ეს ნიშნავს, რომ დენი ამ მხარეში მიდის შერჩეული დადებითი მიმართულების საპირისპირო მიმართულებით.

ბრინჯი. 3 მუხტის მოძრაობა ამ ადგილებში შესაძლებელია მხოლოდ ძალების დახმარებით

არაელექტრული წარმოშობა(გარე ძალები): ქიმიური პროცესები, მუხტის მატარებლების დიფუზია, მორევის ელექტრული ველები. ანალოგია: წყლის კოშკში წყლის ამოტუმბვის ტუმბო მუშაობს არა გრავიტაციული ძალების გამო (ელექტროძრავა).

გარე ძალები შეიძლება ხასიათდებოდეს იმ მუშაობით, რომელსაც ისინი აკეთებენ მოძრავ მუხტებზე.

რაოდენობას, რომელიც ტოლია გარე ძალების მუშაობას ერთეული დადებითი მუხტის გადასაადგილებლად, ელექტრომოძრავი ძალა ეწოდება. ე.დ.ს. წრეში მოქმედი.

ნათელია, რომ განზომილება E.M.F. ემთხვევა პოტენციალის განზომილებას, ე.ი. იზომება ვოლტებში.

მუხტზე მოქმედი გარე ძალა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც:

	= ∫ F ქ. დ ლ		Q ∫ ეს . დ ლ,
	ε 12					= ∫ ეს . დლ.
დახურული წრედისთვის: ε = ∑ ε i							= ∫ ეს . დლ.

გარე ძალების დაძაბულობის ვექტორის მიმოქცევა უდრის დახურულ წრეში მოქმედ E.M.F.-ს (E.M.F. ალგებრული ჯამი).

უნდა გვახსოვდეს, რომ გარე ძალების ველი არ არის პოტენციური და ტერმინი პოტენციური განსხვავება ან ძაბვა არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას მასზე.

7.5. ომის კანონი წრედის არაერთგვაროვანი მონაკვეთისთვის.

განვიხილოთ მიკროსქემის არაერთგვაროვანი მონაკვეთი, განყოფილება, რომელიც შეიცავს E.M.F-ის წყაროს.

(ანუ ტერიტორია, სადაც მოქმედებს არაელექტრული ძალები). ველის სიძლიერე E ჯაჭვის ნებისმიერ წერტილში ტოლია კულონის ძალების ველისა და გარე ძალების ველის ვექტორული ჯამის, ე.ი.

E = Eq + ესტ. .

მნიშვნელობას, რომელიც რიცხობრივად ტოლია ერთი დადებითი მუხტის გადაცემის სამუშაოს კულონის ჯამური ველისა და გარე ძალების მიერ მიკროსქემის განყოფილებაში (1 – 2) ეწოდება ძაბვა ამ განყოფილებაში U12 (ნახ. 4).

	2 რ
	U 12 = ∫ E q d l +	🔻 ეს . დ ლ ;
	Eq d l = − dφ და ∫ Eq d l			= φ 1 − φ 2 ;
	U 12 = (φ 1 – φ 2) + ε 12
წრიული განყოფილების ბოლოებზე ძაბვა ემთხვევა პოტენციალის განსხვავებას მხოლოდ
თუ ამ ტერიტორიაზე არ არის E.M.F., ე.ი. ჯაჭვის ერთგვაროვან მონაკვეთზე.
	I R12 = (φ1 – φ2) + ε 12

ეს არის განზოგადებული Ohm-ის კანონი. განზოგადებული ომის კანონი გამოხატავს ენერგიის შენარჩუნების კანონს, რომელიც გამოიყენება პირდაპირი დენის წრედის მონაკვეთზე. იგი თანაბრად მოქმედებს როგორც პასიურ განყოფილებებზე (არ შეიცავს E.M.F.) ასევე აქტიურს.

ელექტრო ინჟინერიაში ტერმინი ხშირად გამოიყენება ძაბვის ვარდნა - ძაბვის ცვლილება წინააღმდეგობის მეშვეობით მუხტის გადაცემის გამო

	დახურულ წრეში: φ 1 = φ 2;
	I RΣ = ε
				R∑

სადაც R Σ =R + r; r – მიკროსქემის აქტიური მონაკვეთის შიდა წინააღმდეგობა (ნახ. 5).

შემდეგ ოჰმის კანონი წრედის დახურულ მონაკვეთზე, რომელიც შეიცავს E.M.F. დარეგისტრირდით

		R+r

7.6. ომის კანონი დიფერენციალური ფორმით.

ომის კანონი ინტეგრალური ფორმით წრედის ერთგვაროვანი მონაკვეთისთვის (არ შეიცავს E.M.F.)

	მე = U
	ერთგვაროვანი წრფივი გამტარისთვის R-ს გამოვხატავთ ρ-ში
	R = ρ

ρ – მოცულობითი წინაღობა; [ρ] = [Ohm m].

ვიპოვოთ კავშირი j-სა და E-ს შორის გამტარის უსასრულო მოცულობაში - ომის კანონი

დიფერენციალური ფორმა.

იზოტროპულ გამტარში (ამ შემთხვევაში მუდმივი წინააღმდეგობით) მუხტის მატარებლები (ნახ. 6) მოძრაობენ ძალის მიმართულებით, ე.ი. დენის სიმკვრივე

j E, მაშასადამე, ვექტორები კოლინარულია.

ჩვენ ვიცით, რომ: j =

ე, ე.ი.

ე ჯ ან

j = σ E

ეს არის ოჰმის კანონის წარმოდგენა დიფერენციალური ფორმით.

აქ σ არის სპეციფიკური ელექტრული გამტარობა. ზომა j – [ Ohm − 1 m − 1 ]; დენის სიმკვრივე შეიძლება გამოიხატოს მუხტის მიხედვით, n და v r dr. .

j = en vr dr.

აღვნიშნავთ: b = v E dr. , შემდეგ v r სხვები = b E;

j = enb E,

და თუ σ = enb,

სადაც n არის იონური წყვილების რაოდენობა, b არის მანძილი. j = jE

- ოჰმის კანონი დიფერენციალური ფორმით.

7.7. სამუშაო და მიმდინარე სიმძლავრე. ჯოულ-ლენცის კანონი.

განვიხილოთ მიკროსქემის თვითნებური მონაკვეთი, რომლის ბოლოებზე გამოიყენება U ძაბვა. dt დროის განმავლობაში, მუხტი გადის გამტარის თითოეულ მონაკვეთზე

სასარგებლოა დაიმახსოვროთ ენერგიისა და მუშაობის სხვა ფორმულები:

	N=RI2
	A = RI2t
	1841 წელს ინგლისელი ფიზიკოსი ჯეიმს ჯული და რუსი ფიზიკოსი
	ემილიუს ლენცმა დაადგინა ელექტრული თერმული მოქმედების კანონი
	ჯული ჯეიმს პრესკოტი (სურ. 6)
	(12/24/1818 – 10/11/1889) – ინგლისელი ფიზიკოსი, ერთი
	ენერგიის შენარჩუნების კანონის ერთ-ერთი აღმომჩენი.
	მისი პირველი გაკვეთილები ფიზიკაში მას ჯ. დალტონმა მისცა
	რომლის გავლენითაც ჯოულმა დაიწყო ექსპერიმენტები.
	ნამუშევრები ეძღვნება ელექტრომაგნიტიზმს, კინეტიკას
	გაზების თეორია.
	LENZ Emilius Christianovich (სურ. 7) (24.2.1804წ
– 10.2.1865) – რუსი ფიზიკოსი. ძირითადი სამუშაოები ტერიტორიაზე
ელექტრომაგნიტიზმი. 1833 წელს დაადგინა დადგენის წესი
ინდუქციის ელექტრომოძრავი ძალა (ლენცის კანონი), ხოლო 1842 წელს (დამოუკიდებლად

J. Joule-დან) – ელექტრული დენის თერმული მოქმედების კანონი (ჯოულ-ლენცის კანონი). აღმოაჩინა ელექტრო მანქანების შექცევადობა. შეისწავლა ლითონების წინააღმდეგობის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე. სამუშაოები ასევე ეხება გეოფიზიკას.

ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად აჩვენეს ჯულმა და ლენცმა რომ როდესაც დენი მიედინება გამტარში, გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობაა:

(7.7.7) არის ჯოულ-ლენცის კანონი ინტეგრალური ფორმით.

შესაბამისად, გათბობა ხდება მუხტზე საველე ძალების მიერ შესრულებული სამუშაოს გამო (სითბოს გამოშვების სიმძლავრე N = RI2).

მოდით მივიღოთ ჯოულ-ლენცის კანონი დიფერენციალური ფორმით.

dQ = RI 2 dt = ρ dS dl (jdS ) 2 dt = ρj2 dldSdt = ρj2 dldSdt = ρj2 dVdt,