간단히 DC. 직류 전류

2.1. 끊임없는 전기.
현재 강도. 전류 밀도

전류는 전하의 방향성 이동입니다. 물질에 상당한 거리를 이동할 수 있는 자유 전하 캐리어(전자, 이온)가 포함되어 있으면 전기장이 있을 때 열적 무질서한 움직임에 중첩되는 지시된 움직임을 얻습니다. 결과적으로 자유 전하 캐리어는 특정 방향으로 이동합니다.

전류의 양적 특성은 단위 시간당 고려되는 표면을 통해 전달되는 전하의 크기입니다. 현재 강도라고 합니다. 전하 D가 시간에 따라 표면을 가로질러 이동하는 경우 큐, 전류는 다음과 같습니다.

SI 단위계의 현재 강도 단위는 암페어(A), . 시간에 따라 변하지 않는 전류를 정전류라고 합니다.

양수 및 음수 캐리어 모두 전류 형성에 참여할 수 있습니다. 전기장반대 방향으로 움직입니다. 전류의 방향은 일반적으로 양극 캐리어의 이동 방향에 의해 결정됩니다. 사실, 대부분의 경우 전류는 음전하를 띠고 전류의 방향과 반대 방향으로 움직이는 전자의 움직임에 의해 생성됩니다. 양의 캐리어와 음의 캐리어가 전기장에서 동시에 움직이는 경우 총 전류는 각 부호의 캐리어에 의해 형성된 전류의 합으로 정의됩니다.

전류를 정량화하기 위해 전류 밀도라고 하는 다른 값도 사용됩니다. 전류 밀도는 전하의 이동 방향에 수직인 단위 면적을 단위 시간당 통과하는 전하와 동일한 값입니다. 전류 밀도는 벡터량입니다.

쌀. 3.1

로 나타내다 N현재 캐리어의 농도, 즉 단위 부피당 캐리어 수입니다. 전류가 흐르는 도체에 무한히 작은 면적 D를 그리자 에스, 하전 입자의 속도에 수직입니다. 그림 1과 같이 높이가 무한히 짧은 직선 실린더를 구성해 보겠습니다. 3.1. 이 실린더 내부에 포함된 모든 입자는 시간 영역을 통과하여 전하를 속도 방향으로 전달합니다.

따라서 단위 시간당 단위 면적을 통해 전하가 이동합니다. 속도 벡터와 방향이 일치하는 벡터를 도입합시다. 결과 벡터는 전류 밀도가 됩니다. 체적 전하 밀도가 있기 때문에 전류 밀도는 와 같습니다. 전류 캐리어가 양전하와 음전하를 모두 갖는 경우 전류 밀도는 다음 공식에 의해 결정됩니다.

,

여기서 및 는 양전하와 음전하의 부피 밀도이고 는 정렬된 운동의 속도입니다.

벡터 필드는 강도 벡터의 선과 같은 방식으로 만들어진 유선을 사용하여 묘사할 수 있습니다. 즉, 도체의 각 지점에서 전류 밀도 벡터는 전류 선에 접선 방향으로 향하게 됩니다.

기전력

도체에 전기장이 생성되고 이 필드가 유지되지 않으면 전류 캐리어의 이동으로 인해 도체 내부의 필드가 사라지고 전류가 멈춥니다. 회로의 전류를 충분히 오랫동안 유지하려면 닫힌 궤적을 따라 전하의 이동, 즉 선을 만드는 것이 필요합니다. 직류닫은. 따라서 폐쇄 회로에서는 전하 캐리어가 힘에 대항하여 움직이는 부분이 있어야 합니다. 정전기장즉, 잠재력이 낮은 지점에서 잠재력이 높은 지점으로 이동합니다. 이것은 외부 힘이라고 하는 비전기적인 힘이 있는 경우에만 가능합니다. 외부 힘은 쿨롱을 제외한 모든 성질의 힘입니다.

회로의 주어진 부분에서 단위 전하를 움직일 때 외력의 일과 같은 물리량을 기전력(EMF) 이 영역에서 작동:

기전력은 소스의 가장 중요한 에너지 특성입니다. 기전력은 전위와 마찬가지로 볼트 단위로 측정됩니다.

어떤 실제에서 전기 회로항상 현재(현재 소스)를 유지하는 역할을 하는 섹션을 선택하고 나머지는 "부하"로 간주할 수 있습니다. 외력은 반드시 전류원에서 작용하므로 일반적으로 기전력과 저항 아르 자형,이를 소스의 내부 저항이라고 합니다. 외력도 하중에 작용할 수 있지만 가장 단순한 경우에는 존재하지 않으며 하중은 저항만 특징으로 합니다.

회로의 각 지점에서 전하에 작용하는 결과적인 힘은 전기력과 제3자 힘의 합과 같습니다.

회로 1-2의 일부 섹션에서 전하에 대한 이 힘의 일은 다음과 같습니다.

여기서 는 섹션 1-2의 끝 사이의 전위차이고 는 이 ​​섹션에 작용하는 기전력입니다.

단일 양전하를 이동할 때 전기 및 외력에 의해 수행된 작업과 수치적으로 동일한 값을 전압 강하 또는 단순히 회로의 주어진 섹션에서 전압이라고 합니다. 따라서, .

외부 힘이 작용하지 않는 사슬의 부분을 균질이라고합니다. 전류 캐리어에 외력이 작용하는 영역을 비균질이라고 합니다. 회로의 균질한 부분의 경우, 즉 전압은 회로 부분의 끝에서 전위차와 일치합니다.

옴의 법칙

Ohm은 균일한 금속 도체를 통해 흐르는 전류의 강도가 도체 양단의 전압 강하에 비례한다는 법칙을 실험적으로 설정했습니다.

도체의 길이는 어디이고 면적은 교차 구역는 전기 저항이라고 하는 재료의 특성에 따라 달라지는 계수입니다. 저항률은 1과 같은 단면적을 갖는 도체의 단위 길이의 저항과 수치적으로 동일합니다.

쌀. 3.2

등방성 도체에서 전류 캐리어의 정렬된 이동은 전계 강도 벡터의 방향으로 발생합니다. 따라서 벡터의 방향과 일치합니다. 도체의 같은 지점에서 와 사이의 연결을 찾자. 이를 위해 우리는 벡터와 평행한 발전기가 있는 기본 원통형 볼륨을 특정 지점 근처에서 정신적으로 선택합니다(그림 3.2). 실린더의 단면을 통해 전류가 흐릅니다. 선택된 체적 내부의 필드는 균일한 것으로 간주될 수 있으므로 실린더에 인가된 전압은 와 같습니다. 여기서 는 주어진 위치에서 필드 강도입니다. (3.2)에 따른 실린더의 저항은 입니다. 이 값을 공식 (3.1)에 대입하면 다음 관계에 도달합니다.

,

벡터와 방향이 같다는 사실을 이용하여 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

(3.4)를 다음 형식으로 다시 작성해 보겠습니다.

.

쌀. 3.3

이 공식은 체인의 비균질 단면에 대한 옴의 법칙을 나타냅니다.

전류 소스와 저항이 있는 부하를 포함하는 가장 단순한 폐쇄 회로를 고려하십시오. 아르 자형(그림 3.3). 우리는 리드선의 저항을 무시합니다. 퍼팅, 우리는 폐쇄 회로에 대한 옴의 법칙의 표현을 얻습니다.

작동 전류 소스의 단자에 연결된 이상적인 전압계는 회로의 균질한 부분(이 경우 부하 저항)에 대한 옴의 법칙에 따라 다음과 같이 전압을 표시합니다. 이 식의 현재 강도를 폐쇄 회로에 대한 옴의 법칙으로 대입하면 다음을 얻습니다.

이를 통해 전압이 유작업 소스의 터미널에서 항상 EMF보다 작습니다. 에 더 가깝다 더 많은 저항잔뜩 아르 자형.의 한계에서 오픈 소스 단자의 전압은 EMF와 같습니다. 반대의 경우에는 R=0, 이는 전류 소스의 단락에 해당하며, U=0, 그리고 단락 전류는 최대입니다: .

옴의 법칙을 사용하면 복잡한 회로를 계산할 수 있습니다. 분기 회로는 섹션을 통해 흐르는 전류의 강도, 섹션의 저항 및 이러한 섹션에 포함된 EMF가 특징입니다. 전류 강도와 EMF는 대수적 양입니다. 즉 기전력이 선택한 방향으로 양전하의 이동에 기여하고 전류가 이 방향으로 흐르고 반대의 경우 음수이면 양수로 간주됩니다. 그러나 분기 체인의 직접 계산은 어려울 수 있습니다. 이 계산은 Kirchhoff가 제안한 규칙을 사용하여 크게 단순화됩니다.

키르히호프 규칙

G. Kirchhoff(1824–1887)는 옴의 법칙을 자세히 연구하고 여러 EMF 소스를 포함하는 전기 회로의 직류를 계산하는 일반적인 방법을 개발했습니다. 이 방법은 Kirchhoff의 법칙이라는 두 가지 규칙을 기반으로 합니다. Kirchhoff의 첫 번째 규칙은 노드, 즉 3개 이상의 도체가 수렴하는 지점에 적용됩니다. 우리는 직류의 경우를 고려하고 있기 때문에 모든 노드를 포함하여 회로의 모든 지점에서 사용 가능한 전하가 일정하게 유지되어야 하므로 노드에 흐르는 전류의 합은 유출되는 전류의 합과 같아야 합니다. 노드에 접근하는 전류를 양수로, 나가는 전류를 음수로 간주하는 데 동의하면 노드의 전류 강도의 대수적 합이 0과 같다고 말할 수 있습니다.

예를 들어 시계 방향과 같이 특정 방향으로 회로를 우회하여 동의하면 동일한 비율을 얻을 수 있습니다. 방향이 바이패스 방향과 일치하는 전류와 음수 - 방향이 바이패스 방향과 반대인 전류를 고려하십시오. . 우리는 또한 회로를 우회하는 방향으로 전위를 증가시키는 양의 EMF와 우회 방향의 전위를 낮추는 음의 EMF를 고려할 것입니다.

이 추론은 모든 폐쇄 루프에 적용될 수 있으므로 Kirchhoff의 두 번째 규칙은 일반적으로 다음과 같이 작성할 수 있습니다.

,

어디 N는 회로의 섹션 수이고 m은 EMF 소스의 수입니다. Kirchhoff의 두 번째 규칙은 회로를 완전히 돌면 동일한 전위로 시작점으로 돌아간다는 명백한 상황을 나타냅니다.

따라서 임의의 폐쇄 루프에서 가지 사슬도체에서 회로의 해당 섹션의 저항을 통해 흐르는 전류의 힘의 곱의 대수적 합은 이 회로에서 만나는 EMF의 대수적 합과 같습니다.

11학년 물리학에서(Kasyanov V.A., 2002),
작업 №17
장으로 " 일정한 전류. 주요 조항».

전기

전기- 전하를 띤 입자의 질서정연한(방향성) 이동 도체에서 자유 전하(전류 운반체)의 방향성 이동은 외부 전기장의 작용 하에서 가능

양전하를 띤 입자의 이동 방향은 전류의 방향으로 간주됩니다.

주어진 시간의 현재 강도- 도체의 단면을 통과한 전하 크기와 통과 시간 간격의 비의 한계와 동일한 스칼라 물리량

전류 단위(SI 기본 단위) - 암페어(1A) 1A = 1C/s

직류 -시간이 흘러도 변하지 않는 전류

현재 소스- 양전하와 음전하를 분리하는 장치

제3자 세력- 전류원에서 전하 분리를 일으키는 비전기적 힘

EMF-스칼라 물리량은 양전하를 전류 소스의 음극에서 양전하로 이동시키는 외부 힘의 작업 비율과 같습니다.

EMF는 개방 전류 소스의 극 사이의 전압과 같습니다.

균질 도체에 대한 옴의 법칙(회로 섹션):균일한 도체의 전류는 인가 전압에 정비례하고 도체의 저항에 반비례합니다.

도체의 저항은 저항과 길이에 정비례하고 단면적에 반비례합니다.

저항 단위는 옴(1옴)입니다. 1옴 = 1V/A

저항기- 일정한 저항을 갖는 도체

비저항- 스칼라 물리량, 단위 길이 및 단위 면적의 균일한 원통형 도체의 저항과 수치적으로 동일합니다.

저항의 단위는 저항계(1ohm·m)입니다.

금속 도체의 비저항은 온도에 따라 선형적으로 증가합니다.

어디서 ρ 0 - T 0 \u003d 293 K, ΔT \u003d T-T 0, α에서 저항률 - 저항 온도 계수. 단위 온도 계수저항 K -1 . 반도체의 저항은 전류를 전달할 수 있는 자유 전하의 수가 증가하기 때문에 온도가 증가함에 따라 감소합니다.

구멍- 과도한 양전하를 갖는 결정 격자의 빈 전자 상태.

초전도성- 물질의 저항이 갑자기 0으로 떨어지는 물리적 현상.

임계 온도물질이 정상 상태에서 초전도 상태로 갑자기 전이되는 온도입니다.

동위원소 효과- 결정 격자의 이온 질량에 대한 임계 온도의 의존성.

초전도체의 전류는 결정 격자와의 상호 작용에 의해 상호 연결된 전자 쌍의 조정된 이동으로 인한 것입니다.

~에 직렬 연결저항기에서 회로의 총 저항은 저항의 합과 같습니다. 병렬 연결저항, 회로의 전도도는 전도도의 합과 같습니다. 폐쇄 회로에 대한 옴의 법칙:폐쇄 회로의 전류 강도는 소스의 EMF에 정비례하고 회로의 임피던스에 반비례합니다.

여기서 R 및 r은 회로의 외부 및 내부 저항입니다.

직렬로 연결된 여러 전류 소스가 있는 폐쇄 회로에 대한 옴의 법칙:

직렬 연결된 전류 소스가 있는 폐쇄 회로의 전류 강도는 EMF의 대수적 합에 정비례하고 회로의 임피던스에 반비례합니다.

전류계전류의 세기를 측정하고 직렬로 회로에 포함

분로- 측정 한계를 증가시키기 위해 전류계에 병렬로 연결된 도체 *

여기서 RA는 전류계의 저항이고, n은 측정 한계의 변화의 다중도입니다.

전압계전압을 측정합니다. 병렬로 연결됨

추가 저항 -측정 범위를 늘리기 위해 전압계와 직렬로 연결된 도체.

여기서 R v는 전압계의 저항 도체에서 방출되는 열의 양은 전류의 일과 같습니다.

줄 렌츠 법칙:전류가 흐르는 도체에서 방출되는 열의 양은 전류 강도의 제곱, 도체 저항 및 전류가 통과하는 데 걸리는 시간의 곱과 같습니다.

전류 전력 -도체에서 전하를 띤 입자가 규칙적으로 움직이는 동안 전기장이 단위 시간당 한 일

부하 저항이 전류원과 공급 전선의 총 저항과 같으면 최대 전력이 소비자에게 전달됩니다.

고체와 같은 액체는 전류의 도체가 될 수 있습니다.

전해질- 용액과 용융물이 이온 전도성을 갖는 물질.

전해 해리 -용매의 작용으로 전해질 분자가 양이온과 음이온으로 쪼개지는 현상

전기분해- 전류가 용액을 통해 흐를 때 전해질을 구성하는 물질의 전극에서 방출(또는 용융)

패러데이의 법칙:전극에서 방출되는 물질의 질량은 전해질 용액(용해)을 통과한 전하에 정비례합니다. 여기서 k는 물질의 전기화학적 등가물입니다.

전기화학적 당량의 단위는 펜던트당 킬로그램(1kg/C)입니다.

결합된 패러데이의 법칙:

여기서 M은 몰 질량, n은 원자가 화학 원소; 패러데이 상수 F = 9.65-10 4 C/mol.

주제 4. 직류

연구 질문:

1. 직류의 법칙.

2. 간단한 전기 회로.

소개

정전기는 대전되지 않은 대전체(전하)의 상호 작용을 연구합니다.

서로 상대적으로 움직입니다.그러나 자연, 특히 전기 공학에서는

현상은 가장 자주 관련됩니다. 이사 비용, 즉 전기

스키 전류. 현상으로서의 전류에 대한 연구와 생성(생성) 방법의 발견은 전력산업, 전자, 전기화학의 발전을 이끈 요인이었고, 이를 통해 많은 현대 기술의 발전에 기여했습니다.

수신 및 전송의 현대적인 방법 전기 에너지 19세기에 발견된 여러 법칙을 기반으로 합니다. 전류와 관련된 현상과 과정은 전기 교리의 섹션에서 연구됩니다. 전기역학.현재까지 이러한 법칙의 적용으로 인해 전기 역학을 훨씬 능가하는 복잡성으로 인해 여러 기술 과학이 탄생했습니다.

이 강의에서는 가장 단순한 유형의 전류인 직류의 기본 법칙과 금속 도체 및 전기 회로라고 하는 간단한 도체 시스템의 전류에 대한 법칙에 대해 설명합니다.

하나 . 직류의 법칙

1.1 전기. 전도 전류

1. 전류의 현상은 간단한 실험으로 밝혀졌습니다. 반대 전하를 띤 두 개의 몸체(예: 커패시터 플레이트)가 금속 와이어로 연결되어 있으면(그림 1.1.1) 충분한 커패시터로 녹을 때까지 와이어 온도의 단기적인 상승을 감지할 수 있습니다 요금. 그 이유는 대전체들이 서로 다른 전위와 공통의 전기장을 가지고 있었고, 그것들을 도선으로 연결했을 때 전기장이 일을 하고,

전선을 따라 전하를 한 몸체에서 다른 몸체로 이동시키는 것. 이동된("흐르는") 전하는 서로를 보상하고, 판의 전위차는 0으로 감소하고, 이동하는 전하의 과정은 중단되었습니다. 이 전하의 이동은 전류입니다. 고려한 경우, 전류는 단기. 실제로는 단기 및 장기 전류가 모두 사용됩니다.

정의 . 전류는 미시적 및 거시적 대전체-전하의 질서있는 움직임이라고합니다.

모두 다 아는 세 가지 품종전류:

1) 거시적 전류자연에서 대기중의 뇌운의 움직임이나 내부의 마그마 흐름으로 인해

지구의 리, 번개 방전; 2) 전도 전류문제에서; 전하 캐리어는 전자와 io-

3) 진공, 즉 물질이 존재하지 않거나 농도가 매우 낮은 공간 영역에서의 전류(예: 음극선관의 전자, 우주선의 소립자 및 가속기의 전류).

전류는 외부 신체에 미치는 영향으로 감지됩니다. 이러한 영향은 다음과 같습니다.

1) 열 - 전류는 통과하는 몸체를 가열합니다.

2) 기계적 - 전류가 자기 바늘 또는 기타 전류를 편향시킵니다.

3) 화학 - 전류는 물질 (전해질) 용액에서 전기 분해 과정을 제공합니다.

4) 생물학적 - 전류는 근육 수축을 시작하고 생물학적 개체의 중요한 기능에 영향을 미칩니다.

2. 가장 실질적으로 중요한 것은 전도 전류.

정의 . 전도 전류는 신체의 전류입니다.

전도 전류가 존재하기 위해서는 (1) 물체의 지점 사이의 전위차와 (2) 물체에 전하의 자유 캐리어가 있어야 합니다.

전도 전류가 존재할 수 있는 물체를 전기 도체 . 고체 또는 액체 상태여야 합니다. 도체에는 금속 및 전해질(염용액)이 포함됩니다. 금속에서 전하의 자유 캐리어는 전자이고 전해질에서는

– 이온(양이온 및 음이온).

외부 전기장이 없으면 도체 내부의 전하 캐리어도 움직이지만 이 움직임은 열적, 즉 혼돈입니다. 도체에 존재하는 미세전류는 서로를 보상합니다. 외부 전기장은 모든 전하에 전달됩니다. 방향성 모션 컴포넌트, 혼돈에 겹쳐집니다.

정의 . 전류가 흐르는 도체에서 전하 캐리어의 정렬된 이동 속도를 전하 캐리어의 드리프트 속도라고 합니다.

v DR.

정의 . 도체에서 전하 캐리어의 질서 있는 이동이 있는 선을 유선이라고 합니다.

드리프트 속도 벡터는 해당 유선에 접선 방향으로 지정됩니다.

규칙: 양전하 캐리어의 드리프트 속도 방향(q0 0 .

정전기장에 의해 양전하는 절대값이 더 큰 전위를 갖는 점에서 더 낮은 전위를 갖는 점으로 이동합니다.

금속 도체에서 전류의 방향은 실제 전하 캐리어인 전자의 실제 이동 방향과 반대입니다.

3. 전류를 설명하는 데 사용되는 주요 정량적 양은 전류 강도와 전류 밀도입니다.

우리는 도체 내부의 어떤 점 N을 선택하고 그것을 통한 드리프트 속도 벡터 v DR과 해당 유선을 그립니다(그림 1.1.2). 그런 다음 우리는 t를 통과하는 기본(무한하게 작은) 영역 dS를 구성합니다.

벡터 v DR : dS v DR .

도체에 전류가 존재하면 전하 dq가 시간 dt에서 영역 dS를 통과합니다. 그것은 분명하다

d qd td q= 아이디 t.

정의: 주어진 지점 부근의 현재 강도 N 도체가 호출됩니다.

기본 영역을 통과하는 전하와 동일한 스칼라 물리량 d 시간 단위당 S:

나는 = dq/dt.

도체의 전하 캐리어의 농도가 n이고 각 캐리어의 전하가 q 0인 경우,

그러면 dq =q 0 n v DS dS dt 임을 쉽게 알 수 있습니다. 그런 다음 그림 1.1.2 도체의 N 지점에서 전류 밀도 및 전류 강도

다음과 같은 표현으로 설명됩니다.

j =q 0 n v DR ,j =q 0 n v DR ;

I = jd S = q0 nv DR d S.

전류 강도를 측정하는 기본 단위는 "암페어": \u003d 1A이고 전류 밀도는 "암페어를 로 나눈 값"입니다. 평방 미터": \u003d 1A / m 2.

추정값은 원자가 전자의 부피 농도가 n 1028 m–3인 구리 도체의 전류 I = 1A에서 드리프트 속도가 v DR 10–2 m/s임을 보여줍니다. 이 속도는 도체 체적에서 원자가 전자의 혼돈 운동의 평균 속도(v СР 106 m/s)보다 훨씬 낮습니다.

4. 실제로 금속 도체가 매우 널리 사용됩니다. 일정한 법선 단면:S=이뎀. 그들에게 유선은 평행하고 벡터는

전류 밀도같은 순간에 모든 정상 단면의 모든 지점에서

시점은 동일합니다. 즉, 평행하고 한 방향으로 향하고 절대값이 동일합니다. j S , j = = const. 일정한 단면적의 도체의 현재 강도는 모든 n개의 기본 영역 dS i를 통한 전류 강도의 합이며, 이 영역으로 모든 일반 단면 S를 나눌 수 있습니다.

5. 정의. 전류가 다음과 같으면 일정하다고 합니다.

시간이 지나도 변하지 않습니다.

전류 강도의 정의에서 동일한 시간 t 동안 도체의 주어진 섹션 S를 통한 일정한 전류에서 동일한 양을 통과합니다.

충전 q :

IPOST = const d q = Id t q= Id t= IPOST d t = IPOST t IPOST = q/ t.

동일한 전류 강도(I 1 \u003d I 2)에서 단면적 S 1 및 S 2가 다른 두 도체의 경우 전류 밀도 모듈은 도체의 단면적에 반비례합니다(j \u003d I / S )는 다음 식에 따라 관련됩니다.

j1 / j2 = S2 / S1 .

1.2 도체의 전류에 대한 옴의 법칙

1. 도체의 끝 부분에서 전기장(정전기 전압)에 전위차가 있을 때 도체에 전류가 존재합니다. 실험적으로, 전류 강도와 전압 사이의 관계는 독일 물리학자 G. Ohm에 의해 확립되었습니다.

도체의 전류에 대한 옴의 법칙: 균질한 도체의 전류 강도는 끝단의 정전기 전압에 정비례합니다.

비례 계수(그리스어 "람다")는 전기 전도도(전기 전도도) 지휘자.

그러나 일반적으로 전기 전도도 대신 반비례합니다.

그 가치 -도체의 전기 저항 R 1/ .

이 경우 지휘자에 ​​대한 옴의 법칙은 다음과 같은 형식을 갖습니다.

나 = U/R.

기본 측정 단위 전기 저항"옴"입니다. [ R ] \u003d 1 V / A \u003d 1 Ohm - 이것은 1V의 전위차로 직류 1A가 흐르는 도체의 저항입니다.

2. 전기 저항이 (1)에 의존한다는 것이 실험적으로 입증되었습니다. 화학적 구성 요소도체, (2) 모양과 크기, (3) 온도.

일정한 단면적의 균질 도체의 저항 길이에 정비례하고 면적에 반비례정상 교차 구역:

R = l/s.

이 식의 비례 계수는 도체를 구성하는 물질의 물리적 특성이며 특정 전기

도체를 구성하는 물질의 내화학성.

저항의 단위는 "옴 시간"입니다.

미터 ": \u003d 1 Ohm m. 은은 저항이 가장 낮습니다.

(= 1.6 10–8 ohm m) 및 구리(= 1.7 10–8 ohm m).

3. 온도에 대한 도체 저항의 의존성은 저항의 온도 의존성 때문입니다. 온도에서 평소와 크게 다르지 않은, 첫 번째 근사에서 이 종속성은 다음 형식을 갖습니다.

0(1+t)=0T,R=R0(1+t)=R0T ;

여기 및 0, R 및 R 0 – 저항및 각각 온도 t 및 0C(T 및 273.15K)에서의 도체 저항. 비례 계수(1/273)K -1은 모든 금속 도체에 대해 거의 동일합니다.

(1/273) K -1 - 저항의 온도 계수라고합니다.

온도가 증가함에 따라 전기 저항이 증가하는 것이 주요 특징이며, 이에 따르면 모든 전도성 물질에서, 지휘자 그룹. 다른 물질 그룹은 온도가 증가함에 따라 저항이 감소하는 특징이 있습니다. 그들은 구성 반도체 그룹가다-

전기공.

4. 전기 및 무선 회로에서 도체 저항의 특정 값이 필요한 경우가 많습니다. 저항이라고 하는 표준화된 도체를 선택하여 설치합니다. 저항은 시스템으로 결합됩니다. 저항 시스템의 저항 계산(

시스템 저항) 종속성을 기반으로 합니다.

티블레니야 두 가지 간단한 시스템- 병렬 및 직렬 체인-

지스터.

계획 평행 사슬저항이있는 저항 R 1, R 2, R 3, .., R n은 그림 1.2.1a에 나와 있습니다. 먼저 각 저항의 두 단자 중 하나가 연결되어 첫 번째 노드 A를 형성한 다음 두 번째 결론 두 번째 노드 B에 연결됩니다. 노드에서

ly A 및 B 전압 U가 적용되고, 모든 저항에 대해 동일:

U 1 \u003d U 2 \u003d U 3 \u003d ... \u003d U n \u003d U.

힘의 전류 I 소스의 양극에서 노드 A로 흐릅니다.여기서 전류 I 1, I 2, I 3,.., I n으로 나뉘며 노드 B에서 동일한 전류로 연결됩니다 초기 강도 I. 즉, 현재 강도 I는 모든 저항의 전류 강도의 합과 같습니다.

반면에 옴의 법칙에 따르면 I \u003d U / R PAR, 여기서 R PAR은 저항의 병렬 체인의 등가 저항입니다. 마지막 표현의 오른쪽 부분 동일시

zhenii, 우리는 계산 공식을 얻습니다. RPAR : 저항의 병렬 스트링의 등가 저항에 반비례하는 값은 저항에 반비례하는 값의 합과 같습니다.

5. 계획 직렬 체인저항이 있는 저항 R 1, R 2, R 3, .., R n은 그림 1.2.1b에 나와 있습니다. 저항은 기차처럼 단자에 연결됩니다.

극한 저항 R 1 과 R n 의 자유 단자에 전압이 가해지면

la 전류는 모든 저항에서 동일합니다.

나는 1 \u003d 나는 2 \u003d 나는 3 \u003d ... \u003d 나는 n \u003d 나는,

옴의 법칙에 따라 각 저항의 전압은 자체 저항에 따라 다릅니다.

Ui = Ii Ri = Iri .

분명히 체인 끝의 전압 U는 각 저항에 걸리는 전압의 합과 같습니다.

반면에 U = IR LAST , 여기서 R LAST 는 고려된 회로의 등가 저항입니다. 마지막 표현식의 오른쪽 부분을 동일시하면 다음을 얻습니다.

직렬 저항 체인의 테이프 저항은 저항의 합과 같습니다.

R 마지막 = R i . 나는 0

얻은 비율 R PAR 및 R LATCH를 사용하여 저항 시스템의 저항을 계산하여 직렬 및/또는 병렬 체인을 점차적으로 강조 표시할 수 있습니다.

1.3 도체의 전류에 대한 줄-렌츠 법칙

1. 도체의 전류는 도체를 따라 양전하를 전달하기 위해 정전기장이 수행한 작업으로 인해 존재합니다.

AR \u003d q (1-2) \u003d q U.

직류에서 q \u003d 나는 t. 그런 다음 고려 도체의 전류에 대한 옴의 법칙, 우리는 전류 매개 변수의 관점에서 정전기장의 작업을 표현할 수 있습니다.

AR \u003d I2 R t \u003d (U2 / R) t \u003d IU t

2. J.P. Joule과 그와 별도로 러시아 물리학자 E.Kh. 렌츠(1804-1865)

1841-42 실험적으로 확립된: 전류가 고정 장치에 흐를 경우

금속 전도체의 경우 유일하게 관찰된 효과는 전도체의 가열, 즉 열 Q가 주변 공간으로 방출되는 것입니다.

이 경우 에너지 보존 및 변환의 법칙에 의해

QR = AR = I2 R t.

이 평등은 지휘자에 ​​대한 줄 렌츠 법칙의 양적 표현입니다. 방출되는 열량어떤 경우에도 프로 때 지휘자

직류가 통과할 때 전류 강도와 도체의 전기 저항의 제곱과 전류가 흐르는 시간의 곱과 같습니다.

옴의 법칙을 사용하면 줄 렌츠 법칙의 표현을 수정할 수 있습니다.

QR = I2 R t = (U2 / R) t = IU t.

전류가 흐르는 도체가 자기장(전기 모터) 또는 화학 공정 (전기 분해)이 발생하면 전류의 작업이 방출되는 열의 양을 초과합니다.

열 방출의 강도는 전류의 힘으로 특징 지어집니다 - 물리적

단위 시간당 전류의 작업과 같은 값으로 :

N A / t \u003d I 2 R \u003d U2 / R \u003d IU.

3. 열 방출은 전하 캐리어가 도체의 결정 격자와 상호 작용하여 정렬된 운동 에너지를 전달한다는 사실로 설명됩니다.

전류의 열 효과는 1873년 발명으로 시작된 기술 분야에서 널리 응용되었습니다. 러시아 엔지니어 A.N. 로디긴(1847-1923) 전구백열등. 전기 머플로, 전기 아크 및 금속 저항 용접 장비, 가정용 전기 히터 등의 동작은 이러한 현상을 기반으로 합니다.

2. 간단한 전기 회로

2.1 직류 소스. 전류원의 기전력

1. 정전기장의 힘만 도체(저항기)의 전하 캐리어에 작용하면(그림 1.1.1에 설명된 실험에서와 같이) 캐리어는 전위가 더 높은 도체의 점에서 점으로 이동합니다. 더 낮은 잠재력으로. 이것은 도체의 모든 지점에서 전위의 균등화로 이어져 전류가 사라집니다.

주요 실제 응용 프로그램은 직류를 포함한 연속 전류입니다. 존재를 위해 직류도체의 끝에서 생성하고 유지할 수 있는 장치가 필요합니다. 일정한 전위차. 고마워-

어떤 장치가 호출되는지 직류 소스.현재 소스에서 프로

소스의 극에서 양전하와 음전하가 지속적으로 공간적으로 분리됩니다. , 이는 그들 사이에 잠재적인 차이를 제공합니다.

전류원의 극에 연결합니다(그림 2.1.1).

도체의 전류와 달리, 내부 소스현재(처럼

양전하)가 지시됩니다. 부정에서극은 긍정적이다

노무 . 이 방향을소스에서 전류의 자연적인 방향.

그것은 전류 소스의 프로세스의 본질을 물리적으로 정확하게 반영하고 소스의 극에 연결된 저항의 전류 방향을 결정하는 규칙에 해당합니다.

전원의 역할은 유압 시스템의 파이프를 통해 유체를 펌핑하는 데 필요한 펌프의 역할과 유사합니다. 공식적으로 말하면 전류 소스는 양극에서 양극으로 양전하를 "펌핑"합니다.

2. 외부 힘은 소스 내부의 전하의 분리 및 이동과 극 사이의 전기장 생성에 대한 작업을 A STOP합니다.

정의 . 전류 소스의 기전력(EMF)은 양전하 단위 생성 시 소스에서 수행되는 외력의 작업과 동일한 물리량입니다.

E A STOR / q + .

전류 소스의 EMF 정의와 전기장의 전위의 유사성은 EMF의 주요 측정 단위도 "볼트"라고 설명합니다.

[E] \u003d 1J / C \u003d 1V.

3. 모든 전류원의 기초는 전기 전도성 물질입니다. 따라서 소스에는 전기 저항이 있으며 이는 내부 저항문자 r로 표시됩니다. 내부 저항은 작동 모드에서 소스를 가열할 때, 즉 저항이 전류 소스에 연결될 때 나타납니다. 현재 소스에서 방출되는 열의 양은 줄-렌츠 법칙을 따릅니다.

Qr = I2 r t.

내부 저항은 온도에 따라 증가합니다.

2.2 전기 회로 섹션. 단순 폐쇄 회로

1. 전류를 생성하려면 저항과 전류 소스를 함께 사용해야 합니다.

정의 . 간단한 전기 회로 시스템이라고 합니다.

직렬로 연결된 저항, 전류 소스 및 키(스위치)로부터.

정의 . 단순 사슬의 단면하나 또는 다른 수의 저항 및 / 또는 전류 소스를 포함하는 간단한 전기 회로의 일부가 호출됩니다.

정의 . 단순 체인의 동종 단면 포함하는 영역이라고 합니다.

저항만 당깁니다.

회로의 동종 섹션의 예는 직렬 저항 체인입니다(그림 1.2.1b). 저항으로 구성된 회로의 균질한 부분에서 직류 현상은 도체의 전류에 대한 옴 및 줄-렌츠 법칙으로 설명됩니다.

2. 정의. 체인의 불균일한 섹션직렬 연결된 저항과 전류 소스를 포함하는 섹션이라고 합니다.

정의 . 저항기 R의 저항과 전류원의 내부 저항 ri의 합은 단순 회로의 비균질 부분에서 총 저항

사슬의 불균일한 부분의 형성에 의해.

지역의 kov 전류.

정의 . 회로의 불균일 섹션의 전압 A-

B는 섹션에 포함된 전류 소스의 외부 전압과 EMF(기호를 고려한 합)의 대수적 합과 같은 값입니다.

U AB (A -B) + E AB \u003d U + E AB;

여기 E AB \u003d E 1 + E 2 + ...는 섹션의 현재 소스 EMF의 대수 합계 (부호를 고려한 합계)입니다.

논평. 회로의 균질한 부분에 대해 전압은 다음과 동일함을 알 수 있습니다. 정전기 전압현재 진입점과 퇴장점 사이:

(U AB) ONE (A - B) ONE = U.

E AB에 대한 식에서 EMF E i는 다음과 같습니다. 대수적 양: E i의 값

다음과 같은 경우 "+" 기호와 함께 사용됩니다.회로 섹션의 전류 IAB 방향은 i 번째 소스에서 양전하의 자연스러운 이동 방향과 일치합니다(그림 2.2.1 E 1 0 참조). 전류 IAB의 방향이 소스에서 양전하의 자연스러운 이동 방향과 반대이면 E i 값은 다음에서 취합니다.

"-"기호 (그림 2.2.1E 2 0). 이런 식으로,

E AB \u003d E 1E 2 ... .

3. 단면이 불균일한 도체의 경우 사슬 A-B움직이지 않으면 에너지 보존 및 변환 법칙에 따라 해당 영역에 작용하는 정전기 및 외력의 작용은 저항 및 전류 소스에서 방출되는 열과 같습니다.

A AB \u003d Q AB.

내부 저항 r(이 경우 E AB \u003d E 1 )을 갖는 하나의 전류 소스만 포함하는 회로 섹션을 고려하십시오. 그것은 분명하다

A AB \u003d A R + A r + A STOR,

여기서 (А R +А r ) =q + (А –В )는 양전하 q + 를 이동할 때 정전기력의 작용입니다.

EMF의 정의에서 A STOR \u003d q + E AB를 따릅니다. 그 다음에

A AB \u003d q + (A-B) + q + E AB \u003d q + (A-B) + E AB \u003d q + U AB.

한편, 열량 Q AB \u003d Q R + Q r 및 Joule-Lenz 법칙에 따르면

및 전류의 정의 (나는 t \u003d q + )

QAB = I2 R t+ I2 r t= I(R+ r)(I t) = I(R+ r) q+ .

A AB 및 Q AB에 대한 마지막 표현식의 오른쪽 부분을 동일시하면 다음과 같은 표현식이 제공됩니다.

불균일 사슬 단면에 대한 일반화된 옴의 법칙:

전기 회로의 불균일한 부분의 전류 강도는 에 정비례합니다. 전압단면의 끝에서 단면의 총 저항에 반비례합니다.

나는 \u003d (A-B) + E AB / (R + r) \u003d U AB / (R + r).

따라서 다음이 따른다.

U AB \u003d 나는 (R + r) \u003d IR + Ir U R + U r,

여기서 UR IR 및 U r Ir은 저항 양단의 정전기 전압이고 내부

체인 섹션 저항. 그건회로의 비균질 섹션 끝의 전압은 저항 양단의 정전기 전압과 전류 소스의 내부 저항의 합과 같습니다.

U R + U r \u003d ( A - B) + E AB.

논평. 등가 저항 R을 갖는 회로의 균질 섹션(E AB \u003d 0, r \u003d 0, U r \u003d 0)의 경우 일반화된 옴의 법칙은 도체의 전류에 대한 옴의 법칙으로 바뀝니다.

U=UR=IR.

논평. 일반화된 옴의 법칙은 직류(U = const)뿐만 아니라 시간 경과에 따른 전류 변화에도 적용됩니다. 이 경우 회로 섹션에는 (1) 플레이트에 전압 U C \u003d q / C가있는 커패시터 및 (2) 전자기 유도 EMF의 EMF를 생성하는 솔레노이드 E i \u003d -LdI / dt와 같은 다른 전기 요소도 포함될 수 있습니다. 그런 다음 일반화된 옴의 법칙 방정식의 왼쪽 및 오른쪽 부분에서 U C 및 E i 양을 각각 고려해야 합니다.

U R + U r + U C \u003d ( A - B) + E AB + E i].

문자 A는 전류(q 0)가 섹션으로 흐르는 회로 섹션의 끝을 나타냄을 기억하는 것이 중요합니다.

4. 일반화된 옴의 법칙은 전류원의 EMF를 측정하는 방법을 나타냅니다. 불균일 섹션(I = 0)에 전류가 없으면 다음과 같이 됩니다.

E AB \u003d-(A-B) \u003d (B-A),

즉, 비균질 회로에서 작용하는 EMF는 다른 섹션을 통해 닫히지 않을 때 모드에서 회로 끝의 정전기 전위차와 같습니다.

이 측정은 소스의 극을 전압계의 단자에 연결하여 실현됩니다.

2.3 단순 폐쇄 회로

1. 정의. 단순 폐쇄 회로키 K를 간단한 체인 섹션의 끝 부분에 연결(닫힘)하여 얻은 체인이 호출됩니다(그림 2.3.1).

간단한 폐회로에서 저항 R은 외부 저항

먹다.

도체의 전류에 대한 옴의 법칙을 사용하여 EMF E의 몇 분율이 외부 저항 R의 전압 U R인지 결정할 수 있습니다.

I \u003d U R / R U R \u003d I R \u003d E R / (R + r) \u003d E / (1 + (r / R)) \u003d E (1-(r / R)), r R.

회로의 외부 저항이 클수록 UR 값이 E 값에 가까워짐을 알 수 있습니다.

회로의 외부 저항이 내부 저항보다 훨씬 작은 경우

(R r ), 그러면 체인이 갈 것입니다 단락 전류:

I KOR \u003d E / r.

단락 모드는 전류 소스에 대해 매우 위험합니다. 내부 저항은 1옴(r 1옴)에 가까운 값을 갖습니다. 따라서 낮은 EMF에서도 단락 전류는 수십 암페어에 이를 수 있습니다. 이 경우 방출되는 줄 열은 현재 강도(Q I 2 )의 제곱에 비례하여 소스를 비활성화할 수 있습니다.

일정한 전류는 금속 와이어와 같은 전도성 물질을 통해 음(-) 영역에서 양(+) 전하 영역으로 전자가 연속적으로 이동하는 것입니다. 정전기 방전은 음으로 대전된 표면에서 양으로 대전된 표면으로 대전된 입자의 자발적인 이동이지만 도체를 통해 입자의 연속적인 이동은 없습니다.

전자의 흐름을 생성하려면 일정한 전류 회로가 필요합니다. 이것은 에너지원(예: 배터리)이며 양극에서 음극으로 가는 전도체입니다. 다양한 전기 장치가 회로에 포함될 수 있습니다.

전자의 지속적인 이동

직류는 금속 와이어와 같은 전도성 물질을 통한 전자의 지속적인 이동입니다. 대전된 입자는 양(+) 전위로 이동합니다. 전기의 흐름을 생성하려면 DC 전원과 폐쇄 루프를 형성하는 와이어로 구성된 전기 회로가 필요합니다. 이러한 회로의 좋은 예는 손전등입니다.

음으로 대전된 전자는 전선을 통해 전원 공급 장치의 양극(+)으로 이동하지만 전류 이동은 반대 방향으로 표시됩니다. 이것은 불행하고 혼란스러운 관습의 결과입니다. 전류를 실험한 과학자들은 전기가 (+)에서 (-)로 이동한다고 믿었고 이는 전자가 발견되기 이전에도 일반적으로 받아들여졌습니다. 실제로 음전하를 띤 입자는 전류가 흐르는 방향과 반대 방향으로 양극쪽으로 이동합니다. 혼란스럽긴 하지만 일단 합의가 이루어지면 고치기가 어렵습니다.

전압, 전류 및 저항

전선이나 다른 도체를 통과하는 전기는 전압 U, 전류 I 및 저항 R로 특성화됩니다. 전압은 위치 에너지입니다. 전류는 도체에서 전자의 흐름이고 저항은 마찰력입니다.

일정한 전류를 생각하는 좋은 방법은 호스를 통해 흐르는 물의 비유를 사용하는 것입니다. 전압은 음으로 하전된 전자의 과잉으로 인해 전선의 한쪽 끝에서 상승하는 전위입니다. 호스의 수압이 증가한 것과 같습니다. 전위는 전자가 와이어를 통해 양전하 영역으로 이동하도록 합니다. 이 위치 에너지를 전압이라고 하며 볼트로 측정됩니다.

직류는 암페어 단위로 측정되는 전자의 흐름입니다. 그것은 호스를 통해 흐르는 물의 속도와 같습니다.

옴은 전기 저항의 측정 단위입니다. 도체의 원자는 전자가 거의 마찰 없이 통과할 수 있도록 배열됩니다. 절연체 또는 불량 도체에서 원자는 강한 저항을 제공하거나 하전 입자의 이동을 방해합니다. 이것은 호스를 통과할 때 호스에서 물의 마찰과 유사합니다.

따라서 전압은 압력과 같고 흐름은 전류와 같으며 유압 저항은 전기와 같습니다.

직류의 생성

정전기는 금속선을 통해 방전될 수 있지만 직류는 아닙니다. 그들은 배터리와 발전기입니다.

배터리는 화학 반응을 사용하여 DC 전기를 생성합니다. 예를 들어, 자동차 배터리황산 용액에 놓인 납판으로 구성됩니다. 플레이트가 그리드 또는 자동차의 교류 발전기로부터 전하를 받으면 화학적으로 변화하여 전하를 유지합니다. 이 DC 소스는 자동차 헤드라이트 등에 전원을 공급하는 데 사용할 수 있습니다. 문제는 황산매우 부식성이 있고 위험합니다.

다른 배터리는 레몬과 별도로 만들 수 있습니다. 충전이 필요하지 않지만 다양한 금속의 산 반응에 따라 다릅니다. 구리와 아연이 가장 잘 작동합니다. 구리선이나 동전을 사용할 수 있습니다. 아연 도금 못을 다른 전극으로 사용할 수 있습니다. 철분도 효과가 있지만 잘 작동하지 않습니다. 붙을 만큼 구리 와이어일반 레몬에 아연 도금 못을 넣고 전압계로 그 사이의 전압을 측정하십시오. 일부는 이 배터리로 손전등을 켤 수 있었습니다.

신뢰할 수 있는 소스는 자석의 북극과 남극 사이에 권선된 와이어로 만들어진 발전기입니다.

따라서 직류는 금속 와이어와 같은 도체의 음극에서 양극으로 전자가 연속적으로 이동하는 것입니다. 하전 입자의 통과에는 회로가 필요합니다. 그것에서 전류 이동 방향은 전자의 흐름과 반대입니다. 회로는 전압, 전류 및 저항과 같은 양을 특징으로 합니다. DC 소스는 배터리와 발전기입니다.

전기 회로

직류의 전기 회로는 도체가 연결된 극에 소스로 구성되어 수신기를 폐쇄 회로로 연결합니다. 이것은 전류 통과의 전제 조건입니다. 회로는 직렬, 병렬 또는 조합일 수 있습니다.

배터리와 같은 직류 소스를 사용하고 전선으로 양극과 음극을 전구와 같은 부하에 연결하면 전기 회로가 형성됩니다. 즉, 한 배터리 터미널에서 다른 배터리 터미널로 전기가 흐릅니다. 램프와 직렬로 스위치를 설치할 수 있으며 필요한 경우 직류 공급을 조절합니다.

DC 소스

회로에는 전원이 필요합니다. 일반적으로 배터리 또는 축전지가 사용됩니다. 또 다른 에너지원은 DC 발전기입니다. 또한 정류기를 통해 교류를 전달할 수 있습니다. 일부 휴대용 장치(예: 스마트폰)에 사용되는 일반 어댑터는 220V AC를 정전압 5V

지휘자

전선과 부하는 전기를 전도해야 합니다. 구리 또는 알루미늄은 우수한 전도체이며 저항이 낮습니다. 백열등의 텅스텐 필라멘트는 전류를 전도하지만 저항이 높아 가열되어 빛을 발합니다.

직렬 및 병렬 연결

전기 회로에서 전구와 같은 여러 장치는 배터리의 양극과 음극 사이에 단일 라인으로 연결할 수 있습니다. 이러한 연결을 직렬이라고 합니다. 이 배열의 한 가지 문제는 하나의 전구가 타버리면 스위치 역할을 하여 전체 회로를 차단한다는 것입니다.

수신기를 병렬로 연결할 수도 있으므로 램프 중 하나가 꺼지더라도 회로의 전원이 차단되지 않습니다. 병렬 회로켜는 것은 크리스마스 트리 화환뿐만 아니라 집의 전기 배선도 병렬로 수행됩니다. 따라서 조명과 가전 제품은 서로 독립적으로 켜고 끌 수 있습니다.

옴의 법칙

직류 전류의 법칙에는 전기 회로의 가장 기본적인 공식인 옴의 법칙이 포함됩니다. 그에 따르면 도체를 통과하는 전류는 도체를 가로지르는 전위차에 정비례합니다. 이 법은 1827년에 처음 제정되었습니다. 독일의 물리학자 게오르크 옴그가 금속의 전도도를 조사했을 때. 옴의 법칙은 간단한 DC 전기 회로를 가장 잘 설명합니다. 에도 적용되지만 교류, 이 경우 다른 가능한 변수를 고려해야 합니다. 전류, 전압 및 저항 간의 관계를 통해 다른 두 값을 알고 있는 경우 하나의 물리량을 계산할 수 있습니다.

옴의 법칙은 간단한 전기 회로에서 전압, 전류 및 저항 사이의 관계를 보여줍니다.. 가장 간단한 형태로 U = I × R로 작성됩니다. 여기서 U는 전압(볼트), I는 전류(암페어), R은 저항(옴)입니다. 따라서 I와 R을 알면 U를 계산할 수 있으며, 필요한 경우 대수적 방법으로 수식을 수정할 수 있습니다. 예를 들어, U와 R이 알려져 있고 I를 찾아야 하는 경우 방정식 I = U / R을 사용해야 하고, U와 I가 주어지고 R을 계산해야 하는 경우 R = U / 나는 사용된다.

옴의 법칙의 중요성은 방정식에서 두 변수의 값을 알면 세 번째 변수를 결정할 수 있다는 것입니다. 이들 중 하나 물리량전압계로 측정할 수 있습니다. 대부분의 전압계 또는 멀티미터는 DC 및 AC 전류의 U, I, R을 측정합니다.

U, I, R 계산

알려진 전류 및 저항이 있는 DC 전압은 공식 U = I × R로 찾을 수 있습니다. 예를 들어, I = 0.2A이고 R = 1000옴인 경우 U = 0.2A * 1000옴 = 200V입니다.

전압과 저항을 알면 전류는 방정식 I = V / R을 사용하여 계산할 수 있습니다. 예를 들어 U = 110V이고 R = 22000옴이면 I = 110V / 22000옴 = 0.005A입니다.

전압과 전류가 알려진 경우 R = V / I입니다. V = 220V이고 I = 5A이면 R = 220V / 5A = 44옴입니다.

이런 식으로, 옴의 법칙은 간단한 전기 회로에서 전압, 전류 및 저항 사이의 관계를 보여줍니다.. DC 및 AC 회로 모두에 적용할 수 있습니다.

DC 전원

회로에서 움직이는 전하(초전도체가 아닌 경우)는 에너지를 소비합니다. 모터가 과열되거나 회전할 수 있습니다. 전력전기 에너지가 기계적 에너지, 열 또는 빛과 같은 다른 형태로 변환되는 속도입니다. 전류와 전압의 곱과 같습니다: P = U × I. 와트로 측정됩니다. 예를 들어 U \u003d 220V이고 I \u003d 0.5A이면 P \u003d 220V * 0.5A \u003d 110W입니다.

2. 금속의 전류. 금속에서 전하 캐리어의 특성에 대한 실험적 증거. 금속의 고전 전자 전도 이론의 기초.

Drude와 Lorentz의 이론에 명시된 금속의 전하 운반체의 전자적 특성에 대한 아이디어는 여러 가지 고전적인 실험적 증거를 기반으로 합니다.

이러한 실험의 첫 번째는 Rikke(1901)의 경험으로, el. 전류는 조심스럽게 연마된 끝 부분과 직렬로 연결된 동일한 반경의 3개의 금속 실린더(Cu, Al, Cu)를 통과했습니다. 실린더를 통과한 총 전하량이 엄청난 값(약 3.5 * C)에 도달했음에도 불구하고 가장 바깥쪽 금속의 질량에는 변화가 발견되지 않았습니다. 이것은 매우 작은 질량의 입자가 전하 이동에 관여한다는 가정의 증거였습니다.

전하 운반체의 질량은 작음에도 불구하고 만델스탐(Mandelstam)과 파팔렉시(Papaleksi)의 실험에 사용된 관성 성질을 가지고 있으며, 그 후 매우 많은 회전수로 코일을 회전시킨 스튜어트(Stewart)와 톨먼(Tolman)의 실험에서 300m/s 정도의 속도를 내다가 갑자기 브레이크를 밟았다. 관성에 의한 전하의 변위의 결과로 전류 펄스가 생성되었고, 실험에서 기록된 도체의 치수와 저항, 전류의 크기를 알면 전하 대 전하의 비율을 계산할 수 있었다. 입자의 질량은 전자에 대해 얻은 값(1.7 * C /kg)에 매우 가까운 것으로 판명되었습니다.

금속의 고전 전자 전도 이론의 기초

금속에 자유 전자가 존재한다는 것은 금속의 결정 격자가 형성되는 동안(격리된 원자의 접근의 결과로) 원자핵에 상대적으로 약하게 결합된 원자가 전자가 금속 원자에서 분리된다는 사실에 의해 설명됩니다 , "자유"되고 부피를 통해 이동할 수 있습니다. 양의 금속 이온은 결정 격자의 노드에 위치하고 자유 전자는 그들 사이에서 무작위로 이동하여 일종의 전자 가스를 형성하며 전자의 평균 자유 경로는 약 m ( 격자 노드 사이의 거리) 전도 전자는 격자 이온과 충돌하여 에너지를 전달하여 결과적으로 전자 가스와 격자 사이에 열역학적 평형이 설정됩니다.드루드-로렌츠 이론에 따르면 전자는 동일합니다 이상적인 단원자 기체의 분자로서의 열 운동 에너지 및 실온에서 전자의 열 속도는 10배/s, 모든 전자 그것들은 독립적으로 간주되며 거시적 현상(예: 전류)을 설명하려면 모든 전자의 거동을 결정하기 위해 한 전자의 거동을 아는 것으로 충분합니다. 따라서 이러한 이론은 "단일 전자 근사"라고 불리며, 그 단순화에도 불구하고 어느 정도 만족스러운 결과를 제공합니다.

전자의 열적 혼돈 운동은 전류의 출현으로 이어질 수 없습니다. 전기장이 금속 도체에 가해지면 모든 전자는 방향성 운동을 하며 그 속도는 전류 밀도에서 추정할 수 있습니다. 순서 이동의 약 m / s입니다. 따라서 계산에서 전자의 결과 속도(열 + 정렬)는 열 운동 속도로 대체될 수 있습니다.

장거리에서 전기 신호가 순간적으로 전송된다는 사실을 설명하는 방법에 대한 질문이 발생합니다. 사실 전기 신호는 전송 라인의 시작 부분에있는 전자가 아니라 사슬을 따라 거의 즉시 모든 전자를 포함하는 약 3 * m / s의 속도로 전기장에 의해 전달됩니다. 따라서 전류는 회로가 닫힘과 동시에 거의 즉시 발생합니다.

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