電気は現代世界の基本的な柱の1つです, そして彼の研究には、次のような本質的な概念が含まれます オーム (おお) そして レイ・ド・オーム. これらの概念は、電流がどのように機能するかを理解するために不可欠です, 材料の前でどのように振る舞い、電気回路を効率的に設計する方法. この記事では, Ohmioとは何かを説明します, オームの法律は何を意味し、実際にそれを適用する方法.
オームとは何ですか?
彼 オーム それは、 国際ユニットシステム (そして). あなたのシンボルはωです, これは、ギリシャの手紙オメガが資本化されたものから派生しています. 電気抵抗は、材料またはコンポーネントが電流の流れに提供する反対を測定します.
オームの定義:
オームは、潜在的な違いが 1 ボルト (V) の電流を生成します 1 アンペア (あ). 数学的に, この定義はとして表されます:
1 ω= 1 V÷1 a
実際には, 回路に抵抗がある場合 1 オーマイオ, の電圧を意味します 1 電流を循環するボルト 1 上記の回路を介したアンペリオ.
耐性に影響する要因:
電気抵抗はいくつかの要因に依存します, その中で:
- ドライバー素材: 銅やアルミニウムなどの材料は抵抗性が低い, 木材やプラスチックなどの絶縁体は抵抗性が高い一方.
- ドライバーの長さ: より長い長さ, 抵抗が大きくなります.
- 断面: ドライバーが厚いほど, マイナーは抵抗になります.
- 温度: ほとんどの材料で, 抵抗は温度とともに増加します.
オームの法律とは何ですか?
の レイ・ド・オーム それは電気の基本的な法則の1つであり、 歪み (V), la 現在 (私) そして 持久力 (R) 電気回路で. で処方されました 1827 ドイツの物理学者と数学者による ジョージ・サイモン・オーム. この法律によると:
v = i×r
どこ:
- V: 電圧または電位差 (ボルトで, V).
- 私: 電流 (アンプで, あ).
- R: 電気抵抗 (オームで, おお).
オームの法律の説明
オームの法律は、ドライバーを通る電流が適用される電圧に直接比例し、ドライバーの抵抗に反比例することを確立しています. 簡単に言えば:
- 電圧を上げると, 電流も増加します (抵抗が一定のままである場合).
- 抵抗を増やした場合, 電流は減少します (電圧が一定のままである場合).
これらの3つの大きさの関係により、他の2つが既知である場合、それらのいずれかを計算できます:
1.電圧を計算します:
v = i×r
2.電流を計算します
i = v÷r
3.抵抗を計算します:
r = v÷i
オーム法の申請
デザインの基本です, 電気および電子システムの分析とメンテナンス. 最も一般的なアプリケーションのいくつかはです:
1. 電気回路設計:
エンジニアと技術者はオームの法律を使用して必要な抵抗値を決定します, 回路内の電圧源とその他のコンポーネント.
2. 電気問題の診断:
電気デバイスが正しく機能しない場合, オームの法律は、問題が短絡に関連しているかどうかを特定するのに役立ちます, 欠陥のある抵抗または不十分な電源.
3. エネルギー消費計算:
オームの法則と電力式を組み合わせる (p = v×i), デバイスによって消費されるエネルギーまたは電気システムの効率を計算できます.
オームの法律の実用的な例
抵抗が10Ωの回路があり、5 V電圧を適用したときに流れるフローを計算したいとします. オーム法の式を使用します:
i = v÷r = 5÷10 = 0.5a
これは、回路を流れる電流が 0.5 アンプ.
必要な電圧を計算して、同じ抵抗を介して2の電流を生成したい場合, 式を適用します:
v = i×r = 2×10 = 20V
これは、の電圧を適用する必要があることを示しています 20 ボルト その電流を達成するため.
日常生活におけるオームの法律の重要性
オームの法律は、工学の分野に関連するだけではありません, また、日常生活には実用的なアプリケーションもあります. 例えば:
- アプライアンス: デバイスがテレビとしてどのように機能するかを理解するのに役立ちます, 冷蔵庫またはランプ.
- 車: 電気車両システムの設計に使用されます, バッテリーおよび照明システムとして.
- 電気設備: ケーブルのサイズを決定することが不可欠です, 安全な設置でディストリビューションやその他のコンポーネント.
オームの法律の制限
オームの法律は広く適用可能ですが, 特定の制限があります. 以下の場合は無効です:
- 非オーミック材料: いくつかの材料, 半導体のように, 彼らは電圧と電流の間の線形関係に従いません.
- 極端な条件: 抵抗は温度とともに劇的に変化する可能性があります, 特定の材料の圧力またはその他の要因.
- 複雑な回路: 誘導性または容量性の反応を伴うシステムで, オームの法律は、他の電気法と組み合わされなければなりません, キルチホフの法律のように.
結論
彼 オーム y レイ・ド・オーム それらは、電気を理解し、作業するための基本的な柱です. Ohmioは電気抵抗を測定します, 一方、オームの法律は、電圧がどのように相互作用するかを確立しています, 回路内の電流と抵抗. その理解と用途は、電気工学に不可欠です, エレクトロニクスおよびその他の多くの技術分野.
単純な回路の設計から、複雑な電気システムの分析まで, オームの法律は、効率的で安全な運用を保証するために必要なツールを提供します. それは照らされる知識です (文字通り) よりよくつながった世界への道!