欧姆的法律和电力

为了分析DC电路,通常我们使用不同的方法,例如欧姆的法律,网络定理和其他电路简化工具。DC电路分析主要是为了确定与电子电路的一个或多个元件相结合的电压,电流,电阻和功率等未知量。作为简化电路的基本法,欧姆的定律定义了电压,电流和电阻之间的线性关系。让我们详细了解这个欧姆的法律。亚博彩票下载

欧姆的法律

它是基本的,最重要的和重要的法律,探讨了电路中电压,电流和电阻之间的关系。它指出,在恒定温度下,流过电路的电流与该电路上的电压或电位差二比成比例。

在代数形式,vαi

v = IR.

在哪里

我是流过电路的电流,它在放大器中测量

v是电路上施加的电压,它以伏特测量

并且R是比例常数,称为在欧姆中测量的电阻。

这种阻力也以千欧欧姆,兆欧欧姆等规定

因此,欧姆的定律讲述了电路中的电流流量与电压成正比,与该电路中的电阻成反比。欧姆的定律可以应用于各个部件或整个电路。

数学,电流,i = v / r

电压,v = IR

抗性,r = v / i

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欧姆法律三角形

下面的安排表明,欧姆法律中不同数量之间的关系称为欧姆法三角形。这是一种描述的简单方法,也很容易记住电压,电流和电阻之间的关系。

欧姆法律三角形

上图显示了欧姆的法律三角形,其中包括电压,电流和电阻及其公式的各个术语由基本欧姆法方程表示。在上图中,从剩余的两个参数计算一个参数。因此,可以得出结论,当电阻高时,当任何施加电压的电阻较低时,电流将低,电流高。

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电力

电力给出了电路转移能量的速率。电力以瓦特测量。当电压导致电路流入电路时,消耗该功率。

因此,电力是电压和电流的乘积。

数学,p = vi

从欧姆法,v = IR和i = v / r

代替电力方程

P = I.2R.

 P = V2/ R.

因此,电力,P = VI或i2r或五2/ R.

这些是在电路中找到电力的三个基本公式。因此,当已知两种数量中的任何一个时,可以计算电力。

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权力三角形

类似于欧姆法三角形,下图显示了功率三角形,以提供电源,电压和电流之间的关系。这个数字很容易记住各个参数方程。舍入并隐藏要测量的参数,并且其余的两个参数位置使等式找到围绕或舍入参数,如下图所示。

权力三角形

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欧姆的法律饼图

在上述两个概念之前,还有另一种方法用于使用欧姆的法律查找电路参数,即欧姆的法律饼图。通过使用欧姆的法律饼图,可以轻松记住所有方程,以找到简化可以简单或复杂的电路所需的电压,电流,电阻和功率。

欧姆定律饼状图

上图显示了饼图,其提供功率,电压,电流和电阻之间的关系。该图表分为四个电源,电压,电阻和电流单位。每个单元由三种公式组成,每个配方具有两个公式的已知值。从图表中,为了在电路中查找每个参数,我们可以使用可用的三种公式中的任何一个。

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欧姆法的图形表示

为了更好地理解该概念,下面给出了实验组,其中具有六个电池(每个2V)的可调电压源通过电压选择开关连接到负载电阻。电压表和电流表等测量仪器也连接到电路以测量电路中的电压和电流。

具有负载电阻的可调电源
具有负载电阻的可调电源

首先连接10欧姆电阻,并将选择开关置于位置1。然后安培计的读数是0.2A,电压表的读数是2V,因为I = V/R,即I = 2/10 = 0.2A。接下来改变选择开关位置到第二电池,应用4V横跨负载,并记录下安培计读数。当选择器从第一个位置逐步改变到最后一个位置时,我们将分别得到电压值为2、4、6、8、10和12的电流值,如0.2、0.4、0.6、0.8、1、1.2。

同样地将20欧姆电阻置于10欧姆电阻器,并如上所述进行相同的步骤。我们将获得电流0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6的值分别为2,4,6,8,10和12V的电压值。绘制这些值的图表,如下所示。

欧姆法的图形表示
欧姆法的图形表示

在上述图表中,对于给定电压,当电阻更大时,电流较小。考虑如果电阻为10欧姆,则电流值为1.2a的电压12V的情况下,如果电阻为10欧姆,则电阻为20欧姆。类似地,对于相同的电流,电压更大,因为电阻大。从上述结果时,当电阻恒定时,电压与电流的比率是恒定的。因此,电压和电流之间的关系是线性的,并且该线性曲线的斜率得到陡峭的电阻较大。

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欧姆定律的例子

考虑以下电路,其中6V电池连接到6欧姆负载。电流表和电压表连接到电路实际上测量电流和电压。但是使用欧姆的法律,我们可以找到如下所示的当前和电力。

来自欧姆的法律

v = IR.

我= v / r

我= 6/6

我= 1安培

POWER,P = VI

p = 6×1

p = 6瓦特

但实际上,由于电池的内阻,电流表没有显示精确值。通过包括电池的内阻(假设电池具有1欧姆的内部电阻),电流值计算如下。

欧姆定律的例子

电路的总电阻为6 +1 = 7欧姆。

电流,i = v / r

我= 6/7

我= 0.85安培

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一辆车的前照灯电路

下图显示了除了控制电路的电机汽车中的前照灯电路。随着欧姆定律的应用,我们可以发现电流流过每个光线。通常,每个光并联连接到电池,即使任何人损坏,也允许其他灯发光。12V的电池供应到这些平行灯,其中灯的电阻为2.4(在这种情况下考虑)。

一辆车的前照灯电路

电路的总电阻是r = R1x R2 /(R1 + R2),因为它们并联。

r = 5.76 / 4.8 = 1.2

然后流过电路的电流是i = v / r

我= 12 / 1.2

我= 10a。

流过各个灯的电流是I1 = I2 = 5 A(由于电阻相同)

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欧姆对AC电路的法律

通常,欧姆的定律也可以应用于交流电路。如果负载是电感或电容,则也考虑负载的电抗。因此,通过考虑电抗效应,通过欧姆法的一些修改,它可以应用于交流电路。由于AC中的电感和电容,电压和电流之间存在相当大的相位角。并且交流阻力称为阻抗,表示为Z.

因此,给出了AC电路的欧姆法

E = IZ.

我= e / z

z = e / i

其中E是AC电路中的电压

我是当前的

z是阻抗。

上述等式中的所有参数都是复杂的形式,包括相位角。类似于DC电路饼图,欧姆的AC电路的法律饼图如下所示。

欧姆对AC电路的法律

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欧姆定律的例子(交流电路)

考虑下面的电路,其中交流负载(电阻和电阻的组合)在10V,60Hz的AC电源上连接。负载具有5欧姆的电阻值和10mH的电感。

欧姆法的例子

那么负载的阻抗值,Z = R + jXL.

z = 5 + j(2π×f×l)

Z = 5+ J(2×3.14×60×10×10-3)

Z = 5 + J3.76欧姆或6.26欧姆,在-37.016的相位角

流过电路的电流是

i = v / z

= 10 /(5+ J3.76)

= 1.597A,在-37.016的相位角

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