Oma likums un līdzstrāvas ķēdes
Katra ķēde, ko tu uzbūvē — no vienkārša kabatas lukturīša līdz tālruņa lādētājam — paklausa tam pašam pamatnoteikumam, kas savieno trīs lielumus: cik stipri baterija grūž (spriegums), cik daudz lādiņa rezultātā plūst (strāva) un cik stipri komponenti ceļā pretojas šai plūsmai (pretestība). Oma likums, V = IR, tos visus saista ar proporcionalitāti, kas ir tik vienkārša, ka ķēdes uzvedību var prognozēt ar vienkāršu aritmētiku, un tas ir pamatā katrai turpmākajai ķēžu analīzes metodei — no secīgiem un paralēliem tīkliem līdz maiņstrāvas ķēdēm reālajā elektronikā.
Spriegums, strāva un pretestība
Strāva ir lādiņa plūsmas ātrums. Pretestība tai pretojas. Omiskam rezistoram sprieguma dubultošana dubulto strāvu.
Secīgas un paralēlas kombinācijas
Secīgi savienoti rezistori saskaitās tieši. Paralēli savienojumā ekvivalentās pretestības apgrieztais lielums ir vienāds ar zaru apgriezto lielumu summu.
Oma likums
Ķēdē spriegums ir elektriskais grūdiens, un strāva ir lādiņa plūsma, ko tas rada. Oma likums saka, ka strāva caur rezistoru ir proporcionāla spriegumam pāri tam — un pretestība saka, cik stipri rezistors pretojas šai plūsmai.
Formula
V = I · R
- V — spriegums (V): elektriskais grūdiens pāri komponentei
- I — strāva (A): elektriskā lādiņa plūsma cauri komponentei
- R — pretestība (Ω): cik stipri komponente pretojas strāvai
Izrēķināts piemērs
9 V baterija ir savienota pāri 3 Ω rezistoram. Cik daudz strāvas plūst?
- V = 9 V
- R = 3 Ω
- I = V / R
- I = 9 V / 3 Ω
I = 3 A
Pārbaudi sevi
Tā pati 9 V baterija ir savienota ar lielāku 9 Ω rezistoru. Cik strāvas tagad plūst?
- 3 A
- Pareizā atbilde: 1 A
- 81 A
Pareizi! I = V / R = 9 V ÷ 9 Ω = 1 A — trīs reizes pretestības, trešdaļa strāvas.
Kur tu to redzi
Lukturītis pakāpeniski dzisa, tā baterijai iztukšojoties — mazāk sprieguma nozīmē mazāk grūdiena, tāpēc mazāk strāvas dzī spuldzi, un blāvāku gaismu. Spilgtuma regulators viesistabas gaismeklim ir tas pats likums ar ciparnīcu: to griežot, pretestība ķēdē ceļas, un strāva — un mirdzums — krīt atbilstoši.
Biežākās kļūdas
Noturīgā kļūda ir izturēties pret V, I un R kā trim neatkarīgiem iestatījumiem — tādi tie nav: baterija nosaka spriegumu, komponente nosaka pretestību, un strāva ir sekas, I = V / R. Nomaini 3 Ω rezistoru pret 9 Ω uz tās pašas 9 V baterijas, un strāva krīt no 3 A uz tieši 1 A — trīs reizes pretestības, viena trešdaļa strāvas. Otra kļūda ir iedomāties, ka strāva kļūst vājāka, tai ejot apkārt cilpai; strāva ir viena vienīga vērtība, ko nosaka visa ķēde.
Kā tas savienojas
Šis ir vārdnīca, ko runā viss elektroķēžu modulis — spriegums kā grūdiens, strāva kā plūsma, pretestība kā pretošanās — un katrs vēlākais noteikums reducējas uz to. Kirhofa likumi, tālāk, ņem šo viena rezistora sakarību un pielieto to mezgliem un cilpām, tāpēc ķēdes ar zariem var atrisināt, ne tikai apbrīnot.