Omo dėsnis ir nuolatinės srovės grandinės

Kiekviena tavo sukurta grandinė — nuo paprasto žibintuvėlio iki telefono kroviklio — paklūsta tai pačiai pagrindinei taisyklei, siejančiai tris dydžius: kaip stipriai stumia baterija (įtampa), kiek krūvio dėl to teka (srovė) ir kaip stipriai kelyje esantys komponentai priešinasi šiam tekėjimui (varža). Omo dėsnis, V = IR, sieja juos tokiu proporcingumu, kad grandinės elgseną galima numatyti vien aritmetika, ir jis gulsta po kiekviena pažangesne grandinių analizės technika — nuo nuosekliųjų ir lygiagrečiųjų tinklų iki kintamosios srovės grandinių, naudojamų realioje elektronikoje.

Įtampa, srovė ir varža

Srovė — krūvio tekėjimo sparta. Varža priešinasi šiam tekėjimui. Ominiam rezistoriui įtampą padvigubinus, srovė padvigubėja.

Nuoseklūs ir lygiagretūs jungimai

Nuoseklūs rezistoriai sudedami tiesiogiai. Jungiant lygiagrečiai, atvirkštinė ekvivalentinės varžos reikšmė lygi šakų atvirkštinių reikšmių sumai.

Omo dėsnis

Grandinėje įtampa yra elektrinis stūmimas, o srovė — krūvio tekėjimas, kurį jis sukelia. Omo dėsnis sako, kad srovė per rezistorių proporcinga įtampai per jį — o varža pasako, kaip stipriai rezistorius priešinasi tam tekėjimui.

Formulė

V = I · R

V — įtampa (V): elektrinis stūmimas per komponentą
I — srovė (A): elektrinio krūvio tekėjimas per komponentą
R — varža (Ω): kaip stipriai komponentas priešinasi srovei

Išnagrinėtas pavyzdys

9 V baterija prijungta per 3 Ω rezistorių. Kiek srovės teka?

V = 9 V
R = 3 Ω

I = V / R
I = 9 V / 3 Ω

I = 3 A

Pasitikrink

Ta pati 9 V baterija prijungta prie didesnio 9 Ω rezistoriaus. Kokia srovė teka dabar?

3 A
Teisingas atsakymas: 1 A
81 A

Teisingai! I = V / R = 9 V ÷ 9 Ω = 1 A — triguba varža, trečdalis srovės.

Kur tai matai

Žibintuvėlis tolygiai gęsta, jo baterijai išsenkant — mažiau įtampos reiškia mažiau stūmimo, tad mažiau srovės maitina lemputę, ir blankesnė šviesa. Šviesos reguliatoriaus rankenėlė svetainės lempei yra tas pats dėsnis su ciferblatu: jos sukimas didina varžą grandinėje, ir srovė — bei švytėjimas — atitinkamai krenta.

Dažnos klaidos

Nuolatinė klaida — elgtis su V, I ir R kaip su trimis nepriklausomais nustatymais — jie tokie nėra: baterija fiksuoja įtampą, komponentas fiksuoja varžą, o srovė yra pasekmė, I = V / R. Pakeisk 3 Ω rezistorių į 9 Ω per tą pačią 9 V bateriją, ir srovė krenta nuo 3 A iki tiksliai 1 A — triguba varža, trečdalis srovės. Antroji klaida — įsivaizduoti, kad srovė silpnėja eidama aplink kontūrą; srovė yra viena reikšmė, nustatyta visos grandinės.

Kaip tai siejasi

Tai yra žodynas, kuriuo kalba visas grandinių modulis — įtampa kaip stūmimas, srovė kaip tekėjimas, varža kaip pasipriešinimas — ir kiekviena vėlesnė taisyklė veda į jį. Kirchhofo dėsniai, toliau, paima šį vieno rezistoriaus ryšį ir taiko jį mazgams ir kontūrams, tad grandines su šakomis galima išspręsti, o ne tik grožėtis.