قانون اهم به زبان ساده جریان در یک هادی با ولتاژ انتهای آن نسبت مستقیم و با مقاومت آن نسبت معکوس دارد.

تمام مهندسی برق کاربردی مبتنی بر یک جزم است - این قانون اهم برای بخش مدار است. بدون درک اصل این قانون، شروع به تمرین غیرممکن است، زیرا این منجر به اشتباهات بسیاری می شود. تازه کردن این دانش منطقی است، در مقاله تفسیر قانون تدوین شده توسط اهم برای یک منطقه همگن و ناهمگن را یادآوری می کنیم. زنجیره کامل.

جمله بندی کلاسیک

این یک تفسیر ساده است که از مدرسه برای ما شناخته شده است.

فرمول به صورت انتگرال به شکل زیر خواهد بود:

یعنی با افزایش ولتاژ جریان را افزایش می دهیم. در حالی که افزایش پارامتری مانند "R" منجر به کاهش "I" می شود. به طور طبیعی، در شکل، مقاومت مدار توسط یک عنصر نشان داده شده است، اگرچه می تواند یک اتصال سری، موازی (تا دلخواه) چندین هادی باشد.

ما قانون را به شکل دیفرانسیل نمی دهیم، زیرا در این شکل، به عنوان یک قاعده، فقط در فیزیک استفاده می شود.

واحدهای اندازه گیری پذیرفته شده

لطفاً توجه داشته باشید که تمام محاسبات باید در واحدهای اندازه گیری زیر انجام شود:

ولتاژ - بر حسب ولت؛
جریان بر حسب آمپر
مقاومت بر حسب اهم

اگر مقادیر دیگری را برآورده کنید، باید آنها را به مقادیر پذیرفته شده تبدیل کنید.

فرمولاسیون برای زنجیره کامل

تفسیر مدار کامل تا حدودی متفاوت از بخش خواهد بود، زیرا قانون ترسیم شده توسط اهم هنوز پارامتر "r" را در نظر می گیرد، این مقاومت منبع EMF است. شکل زیر چنین طرحی را نشان می دهد.

با توجه به EMF "r"، فرمول به شکل زیر ظاهر می شود:

توجه داشته باشید که اگر "R" برابر با 0 باشد، محاسبه "I" که در طول اتصال کوتاه رخ می دهد ممکن می شود.

ولتاژ کمتر از EMF خواهد بود، می توان آن را با فرمول تعیین کرد:

در واقع، افت ولتاژ با پارامتر "I * r" مشخص می شود. این ویژگی مشخصه بسیاری از منابع تغذیه گالوانیکی است.

بخش غیر یکنواخت مدار DC

منظور از این نوع سایتی است که علاوه بر شارژ الکتریکیتحت تأثیر نیروهای دیگر است. تصویری از چنین سایتی در شکل زیر نشان داده شده است.

فرمول چنین بخش (قانون کلی) به شکل زیر خواهد بود:

جریان متناوب

اگر در مدار متصل به جریان متناوبمجهز به خازن و / یا اندوکتانس (سیم پیچ)، محاسبه با در نظر گرفتن مقادیر راکتانس آنها انجام می شود. شکل ساده شده قانون به شکل زیر است:

در جایی که "Z" نشان دهنده امپدانس است، یک مقدار پیچیده است که از مقاومت های فعال (R) و غیرفعال (X) تشکیل شده است.

استفاده عملی

ویدئو: قانون اهم برای بخش زنجیره ای - تمرین محاسبه زنجیره ها.

در واقع، این قانون می تواند برای هر بخش از زنجیره اعمال شود. یک مثال در شکل نشان داده شده است.

با استفاده از چنین طرحی می توانید تمام مشخصات لازم را برای یک بخش بدون انشعاب محاسبه کنید. بیایید مثال های دقیق تری را در نظر بگیریم.
یافتن جریان
اکنون یک مثال خاص تر را در نظر می گیریم، به عنوان مثال، پیدا کردن جریان عبوری از یک لامپ رشته ای ضروری شد. شرایط:

ولتاژ - 220 ولت؛
رشته R - 500 اهم.

راه حل مشکل به این صورت خواهد بود: 220 ولت / 500 اهم \u003d 0.44 A.

مشکل دیگری را با شرایط زیر در نظر بگیرید:

R=0.2 MΩ;
U=400 V.

در این مورد، اول از همه، لازم است تبدیل را انجام دهید: 0.2 MΩ = 200000 اهم، پس از آن می توانید به راه حل بروید: 400 V / 200000 Ohm = 0.002 A (2 میلی آمپر).
محاسبه ولتاژ
برای حل، از قانون تدوین شده توسط اهم نیز استفاده خواهیم کرد. پس وظیفه این است:

R=20 کیلو اهم؛
I=10 میلی آمپر.

بیایید داده های اصلی را تبدیل کنیم:

20 کیلو اهم = 20000 اهم؛
10 میلی آمپر = 0.01 آمپر.

راه حل: 20000 اهم x 0.01 A = 200 ولت.

فراموش نکنید که مقادیر را تبدیل کنید، زیرا اغلب جریان را می توان بر حسب میلی آمپر مشخص کرد.

مقاومت.

با اينكه فرم کلیروش محاسبه پارامتر "R" شبیه یافتن مقدار "I" است، تفاوت های اساسی بین این گزینه ها وجود دارد. اگر جریان می تواند بسته به دو پارامتر دیگر متفاوت باشد، R (در عمل) مقدار ثابتی دارد. یعنی در ذات خود به عنوان یک ثابت ثابت نشان داده می شود.

اگر جریان یکسان (I) از دو بخش مختلف عبور کند، در حالی که ولتاژ اعمالی (U) متفاوت باشد، بر اساس قانونی که در نظر داریم، می‌توان با اطمینان گفت که در کجا ولتاژ پایین"R" کوچکترین خواهد بود.

موردی را در نظر بگیرید که جریان های مختلف و ولتاژ یکسان در مقاطع غیر مرتبط. طبق قانون اهم، یک قدرت جریان بزرگ مشخصه یک پارامتر کوچک "R" خواهد بود.

بیایید به چند نمونه نگاه کنیم.

فرض کنید مداری وجود دارد که ولتاژ U=50 V به آن اعمال می شود و جریان مصرفی I=100 میلی آمپر است. برای یافتن پارامتر گم شده، باید از 50 V / 0.1 A (100 میلی آمپر) استفاده شود، در پایان راه حل - 500 اهم خواهد بود.

مشخصه ولتاژ جریان به شما امکان می دهد وابستگی متناسب (خطی) قانون را به وضوح نشان دهید. شکل زیر نموداری است برای مقطعی با مقاومت یک اهم (تقریباً مانند یک نمایش ریاضی قانون اهم).

تصویر مشخصه جریان-ولتاژ، که در آن R=1 اهم

تصویر مشخصه جریان-ولتاژ

محور عمودی نمودار جریان I (A) را نشان می دهد، محور افقی ولتاژ U (V) را نشان می دهد. خود نمودار به عنوان یک خط مستقیم ارائه می شود که به وضوح وابستگی به مقاومت را نشان می دهد که بدون تغییر باقی می ماند. به عنوان مثال، در 12 ولت و 12 A، "R" برابر با یک اهم (12 V / 12 A) خواهد بود.

لطفاً توجه داشته باشید که فقط مقادیر مثبت در مشخصه جریان-ولتاژ داده شده نمایش داده می شود. این نشان می دهد که مدار طوری طراحی شده است که جریان در یک جهت جریان یابد. در جایی که جهت معکوس مجاز باشد، نمودار به مقادیر منفی ادامه خواهد داد.

توجه داشته باشید که تجهیزاتی که مشخصه جریان-ولتاژ آن به صورت خط مستقیم نمایش داده می شود، خطی نامیده می شود. از همین اصطلاح برای اشاره به پارامترهای دیگر استفاده می شود.

علاوه بر تجهیزات خطی، دستگاه های مختلفی وجود دارد که پارامتر R آنها بسته به قدرت جریان یا ولتاژ اعمال شده می تواند متفاوت باشد. در این حالت نمی توان از قانون اهم برای محاسبه وابستگی استفاده کرد. گفته می شود این نوع تجهیزات غیر خطی هستند، بنابراین ویژگی های ولت آمپر آن به صورت خطوط مستقیم نمایش داده نمی شود.

نتیجه

همانطور که در ابتدای مقاله ذکر شد، تمام مهندسی برق کاربردی بر اساس قانون اهم است. نادیده گرفتن این جزم اساسی می تواند منجر به محاسبه نادرست شود که به نوبه خود باعث تصادف می شود.

آموزش برقکارها به عنوان متخصص با مطالعه آغاز می شود مبانی نظریمهندسی برق. و اولین چیزی که آنها باید به خاطر بسپارند قانون تدوین شده توسط اهم است ، زیرا تقریباً تمام محاسبات پارامترهای مدارهای الکتریکی برای اهداف مختلف بر اساس آن انجام می شود.

درک قانون اساسی مهندسی برق به شما کمک می کند تا عملکرد تجهیزات الکتریکی و اجزای اصلی آن را بهتر درک کنید. این امر تأثیر مثبتی بر نگهداری در حین کار خواهد داشت.

تأیید مستقل، توسعه و همچنین مطالعه تجربی اجزای تجهیزات - اگر قانون اهم برای بخش مدار استفاده شود، همه اینها بسیار ساده می شود. در این حالت نیازی به انجام تمام اندازه گیری ها نیست، کافی است برخی پارامترها را گرفته و پس از محاسبات ساده، مقادیر لازم را بدست آورید.

تمام مهندسی برق کاربردی مبتنی بر یک جزم است - این قانون اهم برای بخش مدار است. بدون درک اصل این قانون، شروع به تمرین غیرممکن است، زیرا این منجر به اشتباهات بسیاری می شود. تازه کردن این دانش منطقی است، در مقاله تفسیر قانون گردآوری شده توسط اهم را برای یک بخش همگن و ناهمگن و یک زنجیره کامل به یاد می آوریم.

جمله بندی کلاسیک

این یک تفسیر ساده است که از مدرسه برای ما شناخته شده است.

فرمول به صورت انتگرال به شکل زیر خواهد بود:

ما قانون را به شکل دیفرانسیل نمی دهیم، زیرا در این شکل، به عنوان یک قاعده، فقط در فیزیک استفاده می شود.

واحدهای اندازه گیری پذیرفته شده

لطفاً توجه داشته باشید که تمام محاسبات باید در واحدهای اندازه گیری زیر انجام شود:

ولتاژ - بر حسب ولت؛
جریان بر حسب آمپر
مقاومت بر حسب اهم

اگر مقادیر دیگری را برآورده کنید، باید آنها را به مقادیر پذیرفته شده تبدیل کنید.

فرمولاسیون برای زنجیره کامل

با توجه به EMF "r"، فرمول به شکل زیر ظاهر می شود:

توجه داشته باشید که اگر "R" برابر با 0 باشد، محاسبه "I" که در طول اتصال کوتاه رخ می دهد ممکن می شود.

ولتاژ کمتر از EMF خواهد بود، می توان آن را با فرمول تعیین کرد:

در واقع، افت ولتاژ با پارامتر "I * r" مشخص می شود. این ویژگی مشخصه بسیاری از منابع تغذیه گالوانیکی است.

بخش غیر یکنواخت مدار DC

منظور از این نوع بخشی است که علاوه بر بار الکتریکی، نیروهای دیگری نیز تحت تأثیر قرار می گیرند. تصویری از چنین سایتی در شکل زیر نشان داده شده است.

فرمول چنین بخش (قانون کلی) به شکل زیر خواهد بود:

جریان متناوب

اگر مدار متصل به جریان متناوب مجهز به خازن و / یا اندوکتانس (سیم پیچ) باشد، محاسبه با در نظر گرفتن مقادیر راکتانس آنها انجام می شود. شکل ساده شده قانون به شکل زیر است:

در جایی که "Z" نشان دهنده امپدانس است، یک مقدار پیچیده است که از مقاومت های فعال (R) و غیرفعال (X) تشکیل شده است.

استفاده عملی

ویدئو: قانون اهم برای بخش زنجیره ای - تمرین محاسبه زنجیره ها.

در واقع، این قانون می تواند برای هر بخش از زنجیره اعمال شود. یک مثال در شکل نشان داده شده است.

ولتاژ - 220 ولت؛
رشته R - 500 اهم.

راه حل مشکل به این صورت خواهد بود: 220 ولت / 500 اهم \u003d 0.44 A.

مشکل دیگری را با شرایط زیر در نظر بگیرید:

R=0.2 MΩ;
U=400 V.

R=20 کیلو اهم؛
I=10 میلی آمپر.

بیایید داده های اصلی را تبدیل کنیم:

20 کیلو اهم = 20000 اهم؛
10 میلی آمپر = 0.01 آمپر.

راه حل: 20000 اهم x 0.01 A = 200 ولت.

فراموش نکنید که مقادیر را تبدیل کنید، زیرا اغلب جریان را می توان بر حسب میلی آمپر مشخص کرد.

مقاومت.

علیرغم این واقعیت که نمای کلی روش محاسبه پارامتر "R" شبیه یافتن مقدار "I" است، تفاوت های اساسی بین این گزینه ها وجود دارد. اگر جریان می تواند بسته به دو پارامتر دیگر متفاوت باشد، R (در عمل) مقدار ثابتی دارد. یعنی در ذات خود به عنوان یک ثابت ثابت نشان داده می شود.

اگر جریان یکسان (I) از دو بخش مختلف عبور کند، در حالی که ولتاژ اعمال شده (U) متفاوت باشد، بر اساس قانونی که در نظر داریم، می توانیم با اطمینان بگوییم که در جایی که ولتاژ پایین "R" کوچکترین خواهد بود. .

بیایید به چند نمونه نگاه کنیم.

تصویر مشخصه جریان-ولتاژ، که در آن R=1 اهم

تصویر مشخصه جریان-ولتاژ

نتیجه

آموزش برقکارها به عنوان متخصص با مطالعه مبانی نظری مهندسی برق آغاز می شود. و اولین چیزی که آنها باید به خاطر بسپارند قانون تدوین شده توسط اهم است ، زیرا تقریباً تمام محاسبات پارامترهای مدارهای الکتریکی برای اهداف مختلف بر اساس آن انجام می شود.

« فیزیک - کلاس 10 "

چه چیزی باعث می شود بارها در امتداد یک هادی حرکت کنند؟
میدان الکتریکی چگونه بر بارها تأثیر می گذارد؟

ویژگی های ولت آمپر

در پاراگراف قبل گفته شد برای وجود جریان در یک هادی باید اختلاف پتانسیل در انتهای آن ایجاد شود. قدرت جریان در هادی با این اختلاف پتانسیل تعیین می شود. هر چه اختلاف پتانسیل بیشتر باشد، قدرت میدان الکتریکی در هادی بیشتر و در نتیجه سرعت حرکت جهت‌دار ذرات باردار بیشتر می‌شود. این به معنای افزایش جریان است.

برای هر هادی - جامد، مایع و گاز - وابستگی خاصی از قدرت جریان به اختلاف پتانسیل اعمال شده در انتهای هادی وجود دارد.

وابستگی قدرت جریان در هادی به ولتاژ اعمال شده به آن نامیده می شود مشخصه ولت آمپررهبر ارکستر.

با اندازه گیری قدرت جریان در هادی در مقادیر مختلف ولتاژ پیدا می شود. آگاهی از مشخصه جریان-ولتاژ نقش مهمی در مطالعه دارد جریان الکتریسیته.

قانون اهم.

مشخصه ولت آمپر هادی های فلزی و محلول های الکترولیت ساده ترین شکل را دارد. برای اولین بار (برای فلزات) توسط دانشمند آلمانی گئورگ اهم تأسیس شد، بنابراین وابستگی جریان به ولتاژ نامیده می شود. قانون اهم.

در قسمت مدار نشان داده شده در شکل 15.3، جریان از نقطه 1 به نقطه 2 هدایت می شود. اختلاف پتانسیل (ولتاژ) در انتهای هادی U = φ 1 - φ 2 است. از آنجایی که جریان از چپ به راست هدایت می شود، شدت میدان الکتریکی در همان جهت و φ 1 > φ 2 هدایت می شود.

با اندازه گیری جریان با آمپرمتر و ولتاژ با ولت متر، می توانید بررسی کنید که جریان با ولتاژ نسبت مستقیم دارد.

قانون اهم برای بخش مدار

شدت جریان در یک بخش مدار با ولتاژ U اعمال شده به آن نسبت مستقیم و با مقاومت این بخش R نسبت معکوس دارد.

استفاده از ابزارهای معمولی برای اندازه گیری ولتاژ - ولت متر - بر اساس قانون اهم است. اصل دستگاه ولت متر همانند آمپرمتر است. زاویه چرخش فلش دستگاه متناسب با قدرت جریان است.

قدرت جریان عبوری از ولت متر توسط ولتاژ بین نقاط مداری که به آن متصل است تعیین می شود. بنابراین با دانستن مقاومت ولت متر می توان ولتاژ را با شدت جریان تعیین کرد. در عمل دستگاه طوری کالیبره می شود که بلافاصله ولتاژ را بر حسب ولت نشان می دهد.

مقاومت.

اصلی مشخصه الکتریکیرهبر ارکستر - مقاومت. قدرت جریان در هادی در یک ولتاژ معین به این مقدار بستگی دارد.

خاصیت هادی برای محدود کردن قدرت جریان در مدار، یعنی خنثی کردن جریان الکتریکی، نامیده می شود. مقاومت الکتریکیرهبر ارکستر.

با استفاده از قانون اهم (15.3)، می توانید مقاومت هادی را تعیین کنید:

برای انجام این کار، باید ولتاژ انتهای هادی و جریان موجود در آن را اندازه گیری کنید.

شکل 15.4 نمودارها را نشان می دهد ویژگی های ولت آمپردو هادی واضح است که مقاومت هادی که نمودار 2 با آن مطابقت دارد بیشتر از مقاومت هادی است که نمودار 1 با آن مطابقت دارد.

مقاومت هادی مستقل از ولتاژ و جریان است.

مقاومت به مواد هادی و ابعاد هندسی آن بستگی دارد.

مقاومت هادی به طول l با سطح مقطع ثابت S برابر است با:

که در آن ρ مقداری بسته به نوع ماده و حالت آن (در درجه اول بر اساس دما) است.

مقدار ρ نامیده می شود مقاومت هادی.

مقاومت ویژه ماده از نظر عددی برابر با مقاومت هادی ساخته شده از این ماده به طول 1 متر و سطح مقطع 1 متر مربع است.

واحد مقاومت هادی بر اساس قانون اهم تنظیم می شود و اهم نامیده می شود.

اگر هادی در اختلاف پتانسیل 1 ولت، جریان موجود در آن 1 آمپر باشد، مقاومت 1 اهم دارد.

واحد مقاومت 1 اهم متر است.مقاومت فلزات کم است. اما دی الکتریک ها مقاومت بسیار بالایی دارند. به عنوان مثال، مقاومت نقره 1.59 10-8 اهم متر و شیشه حدود 10 10 اهم متر است. جداول مرجع مقادیر مقاومت برخی از مواد را نشان می دهد.

معنی قانون اهم

از قانون اهم برمی‌آید که برای یک ولتاژ معین، قدرت جریان در یک بخش مدار بیشتر است، هر چه مقاومت این بخش کمتر باشد. اگر به دلایلی (نقض عایق سیم های نزدیک، اقدامات بی دقت در هنگام کار با سیم کشی برق و غیره) مقاومت بین دو نقطه تحت ولتاژ بسیار کم باشد، قدرت جریان به شدت افزایش می یابد (یک مشکل وجود دارد). مدار کوتاه) که می تواند منجر به خرابی وسایل برقی و حتی آتش سوزی شود.

دقیقاً به دلیل قانون اهم است که نمی توان گفت هر چه ولتاژ بالاتر باشد برای شخص خطرناک تر است. مقاومت بدن انسان بسته به شرایط (رطوبت، دمای محیط، وضعیت داخلی فرد) می تواند بسیار متفاوت باشد، بنابراین حتی ولتاژ 10-20 ولت می تواند برای سلامتی و زندگی انسان خطرناک باشد. بنابراین، همیشه لازم است که نه تنها ولتاژ، بلکه قدرت جریان الکتریکی نیز در نظر گرفته شود. هنگام کار در آزمایشگاه فیزیکی، باید قوانین ایمنی را به شدت رعایت کنید!

قانون اهم مبنای محاسبه مدارهای الکتریکی در مهندسی برق است.

آنها می گویند: "اگر قانون اهم را نمی دانید، در خانه بمانید." پس بیایید بفهمیم (به یاد بیاوریم) این چه نوع قانونی است و با جسارت قدم بزنیم.

مفاهیم اساسی قانون اهم

چگونه قانون اهم را درک کنیم؟ شما فقط باید بفهمید که در تعریف آن چیست. و باید با تعیین قدرت جریان، ولتاژ و مقاومت شروع کنید.

من فعلی

اجازه دهید یک جریان در یک هادی جریان یابد. یعنی یک حرکت هدایت شده از ذرات باردار وجود دارد - فرض کنید اینها الکترون هستند. هر الکترون دارای یک بار الکتریکی اولیه است (e= -1.60217662 × 10 -19 کولن). در این حالت یک بار الکتریکی خاص برابر با مجموع بارهای الکترون های جاری در یک دوره زمانی معین از سطح خاصی عبور می کند.

نسبت بار به زمان را قدرت جریان می گویند. بار بیشتری از هادی عبور می کند زمان مشخص، جریان بیشتر است. قدرت جریان بر حسب اندازه گیری می شود آمپر.

ولتاژ U یا اختلاف پتانسیل

این فقط چیزی است که باعث حرکت الکترون ها می شود. پتانسیل الکتریکی توانایی میدان برای انجام کار انتقال بار از یک نقطه به نقطه دیگر را مشخص می کند. بنابراین، بین دو نقطه هادی اختلاف پتانسیل وجود دارد و میدان الکتریکی کار انتقال بار را انجام می دهد.

مقدار فیزیکی برابر با کار میدان الکتریکی موثر در حین انتقال بار الکتریکی را ولتاژ می گویند. اندازه گیری شده در ولت. یکی ولتولتاژی است که هنگام حرکت یک شارژ 1 clبرابر 1 کار می کند ژول.

مقاومت R

همانطور که می دانید جریان در یک هادی جریان دارد. بگذارید نوعی سیم باشد. با حرکت در امتداد سیم تحت عمل میدان، الکترون ها با اتم های سیم برخورد می کنند، هادی گرم می شود، اتم های شبکه کریستالی شروع به نوسان می کنند و الکترون های بیشتری ایجاد می کنند. مشکلات بیشتربرای حرکت این پدیده مقاومت نامیده می شود. این بستگی به دما، ماده، سطح مقطع هادی دارد و در اندازه گیری می شود اوماها.

فرمول بندی و توضیح قانون اهم

قانون معلم آلمانی گئورگ اهم بسیار ساده است. می گوید:

جریان در مدار با ولتاژ نسبت مستقیم و با مقاومت نسبت معکوس دارد.

گئورگ اهم این قانون را به صورت تجربی (تجربی) در آن استخراج کرد 1826 سال طبیعتاً هر چه مقاومت مقطع مدار بیشتر باشد جریان کمتری خواهد داشت. بر این اساس، هر چه ولتاژ بیشتر باشد، جریان بیشتر خواهد بود.

راستی! برای خوانندگان ما اکنون 10٪ تخفیف در نظر گرفته شده است

این فرمول قانون اهم ساده ترین است و برای بخش مدار مناسب است. منظور ما از گفتن "بخش مدار" این است که این یک بخش همگن است که هیچ منبع جریانی با EMF در آن وجود ندارد. به عبارت ساده، این بخش حاوی نوعی مقاومت است، اما هیچ باتری روی آن وجود ندارد که خود جریان را تامین کند.

اگر قانون اهم را برای یک مدار کامل در نظر بگیریم، فرمول آن کمی متفاوت خواهد بود.

فرض کنید مداری داریم، منبع جریانی دارد که ولتاژ ایجاد می کند و نوعی مقاومت.

قانون به شکل زیر نوشته می شود:

توضیح قانون اهم برای یک زنجیره توخالی اساساً با توضیح یک بخش از زنجیره متفاوت نیست. همانطور که می بینید، مقاومت مجموع خود مقاومت و مقاومت داخلیمنبع جریان، و به جای ولتاژ، فرمول حاوی نیروی محرکه برقیمنبع

به هر حال، در مورد اینکه EMF چیست، در مقاله جداگانه ما بخوانید.

چگونه قانون اهم را درک کنیم؟

برای درک شهودی قانون اهم، اجازه دهید به قیاس نمایش جریان به صورت مایع بپردازیم. این دقیقاً همان چیزی است که گئورگ اهم هنگام انجام آزمایشات فکر می کرد و به لطف آنها قانونی به نام او کشف شد.

تصور کنید که جریان حرکت ذرات حامل بار در هادی نیست، بلکه حرکت جریان آب در لوله است. ابتدا آب به سمت ایستگاه پمپاژ پمپاژ می شود و از آنجا تحت تأثیر انرژی پتانسیل به سمت پایین می رود و در لوله جریان می یابد. علاوه بر این، هر چه پمپ آب را بالاتر پمپاژ کند، سریعتر در لوله جریان می یابد.

از این نتیجه می‌شود که سرعت جریان آب (قدرت جریان در سیم) هرچه بیشتر باشد، انرژی پتانسیل آب بیشتر خواهد بود (اختلاف پتانسیل)

قدرت جریان مستقیماً با ولتاژ متناسب است.

حالا بیایید به مقاومت بپردازیم. مقاومت هیدرولیکی مقاومت لوله به دلیل قطر و ناهمواری دیواره آن است. منطقی است که فرض کنیم هرچه قطر بزرگتر باشد، مقاومت لوله کمتر است و مقدار زیادآب (جریان بالاتر) از طریق مقطع آن جریان می یابد.

قدرت جریان با مقاومت نسبت معکوس دارد.

چنین قیاسی را فقط می توان برای درک اساسی قانون اهم ترسیم کرد، زیرا شکل اصلی آن در واقع یک تقریب نسبتاً تقریبی است، که با این وجود، در عمل کاربرد بسیار خوبی پیدا می کند.

در واقع مقاومت یک ماده به دلیل ارتعاش اتم های شبکه کریستالی و جریان ناشی از حرکت حامل های بار آزاد است. در فلزات، حامل های آزاد الکترون هایی هستند که از مدارهای اتمی فرار کرده اند.

در این مقاله سعی شده است توضیح ساده ای از قانون اهم ارائه شود. دانستن این موارد به ظاهر ساده می تواند به خوبی در امتحان به شما کمک کند. البته ما ساده‌ترین فرمول او را از قانون اهم ارائه کرده‌ایم و اکنون به جنگل فیزیک برتر صعود نمی‌کنیم و با مقاومت‌های فعال و واکنشی و سایر ظرافت‌ها سروکار داریم.

اگر چنین نیازی دارید، کارکنان ما خوشحال خواهند شد که به شما کمک کنند. و در آخر پیشنهاد می کنیم ویدیوی جالبی در مورد قانون اهم تماشا کنید. واقعاً آموزشی است!

شدت جریان در یک بخش از مدار با ولتاژ نسبت مستقیم و با مقاومت الکتریکی این بخش از مدار نسبت معکوس دارد.

قانون اهم به صورت زیر نوشته شده است:

جایی که: I - جریان (A)، U - ولتاژ (V)، R - مقاومت (اهم).

باید در نظر داشت که قانون اهم اساسی است(پایه) و می تواند برای هر سیستم فیزیکی که در آن جریان ذرات یا میدان هایی وجود دارد که بر مقاومت غلبه می کنند، اعمال شود. می توان از آن برای محاسبه جریان های هیدرولیک، پنوماتیک، مغناطیسی، الکتریکی، نور، گرما استفاده کرد.

قانون اهم رابطه سه کمیت اساسی را تعریف می کند: قدرت جریان، ولتاژ و مقاومت. او بیان می کند که جریان با ولتاژ نسبت مستقیم و با مقاومت نسبت معکوس دارد.

جریان از نقطه ای با الکترون اضافی به نقطه ای با کمبود الکترون جریان می یابد. مسیری که جریان طی می کند مدار الکتریکی نامیده می شود. تمام مدارهای الکتریکی هستند منبع فعلی, بارهاو هادی ها. منبع فعلی تفاوت پتانسیل را ارائه می دهدکه به جریان اجازه می دهد. منبع فعلی می تواند باتری، ژنراتور یا دستگاه دیگری باشد. بار در برابر جریان جریان مقاومت می کند. این مقاومت بسته به هدف مدار می تواند زیاد یا کم باشد. جریان در مدار از طریق هادی ها از منبع به بار جریان می یابد. هادی باید به راحتی الکترون ها را رها کند. اکثر هادی ها از مس استفاده می کنند.

مسیر جریان الکتریکی به بار می تواند از سه نوع مدار عبور کند: مدار سری، مدار موازی یا مدار سری-موازی جریان الکترون ها در مدار الکتریکیاز ترمینال منفی منبع جریان، از طریق بار به پایانه مثبت منبع جریان جریان می یابد.

تا زمانی که این مسیر قطع نشود، مدار بسته است و جریان جریان دارد.

اما اگر مسیر قطع شود، مدار باز می شود و جریان نمی تواند از آن عبور کند.

جریان در مدار الکتریکی را می توان با تغییر ولتاژ اعمال شده یا مقاومت مدار تغییر داد. جریان به همان نسبت ولتاژ یا مقاومت تغییر می کند. اگر ولتاژ افزایش یابد، جریان نیز افزایش می یابد. اگر ولتاژ کاهش یابد، جریان نیز کاهش می یابد. از طرف دیگر، اگر مقاومت افزایش یابد، جریان کاهش می یابد. اگر مقاومت کاهش یابد، جریان افزایش می یابد. این رابطه بین ولتاژ، جریان و مقاومت را قانون اهم می نامند.

قانون اهم بیان می کند که جریان در مدار (سری، موازی یا سری-موازی) با ولتاژ نسبت مستقیم و با مقاومت نسبت معکوس دارد.

هنگام تعیین مقادیر مجهول در مدار، این قوانین را دنبال کنید:

یک نمودار مدار بکشید و تمام مقادیر شناخته شده را برچسب بزنید.
محاسبات را برای مدارهای معادل انجام دهید و مدار را دوباره ترسیم کنید.
مقادیر مجهول را محاسبه کنید.

به یاد داشته باشید: قانون اهم برای هر بخش از مدار معتبر است و می تواند در هر زمانی اعمال شود. همین جریان از طریق یک مدار سری و به هر شاخه ای می گذرد مدار موازیهمان ولتاژ اعمال می شود.

تاریخچه قانون اهم

جورج اهم، با انجام آزمایش‌هایی با یک رسانا، دریافت که قدرت جریان در یک رسانا متناسب با ولتاژ اعمال شده به انتهای آن است. ضریب تناسب را هدایت الکتریکی و مقدار آن را معمولاً مقاومت الکتریکی رسانا می نامند. قانون اهم در سال 1826 کشف شد.

در زیر انیمیشن هایی از مدارهایی که قانون اهم را نشان می دهند آورده شده است. توجه داشته باشید که (در تصویر اول) آمپرمتر (A) ایده آل است و مقاومت آن صفر است.

این انیمیشن نشان می دهد که چگونه جریان در مدار با تغییر ولتاژ اعمال شده تغییر می کند.

انیمیشن زیر نشان می دهد که چگونه جریان در مدار با تغییر مقاومت تغییر می کند.