Omo dėsnio taikymas uždarajai grandinei

Šioje temoje nagrinėjama, kaip Omo dėsnis taikomas uždarai grandinei, turinčiai kelis nuosekliai sujungtus srovės šaltinius, įskaitant trumpojo jungimo atvejį ir elektrovaros matavimą. Aptariama, kaip apskaičiuoti bendrą grandinės srovę, atsižvelgiant į kiekvieno šaltinio elektrovarą ir vidinę varžą, bei kaip nustatoma srovės kryptis. Taip pat paaiškinama trumpojo jungimo rizika ir elektrovaros matavimo principas.

Elektrovaros matavimas
Srovės šaltinio elektrovarą (EV) galima išmatuoti voltmetru. Išorinės grandinės dalies įtampa yra \(U_{išor.} = E - U_{vid.} = E - Ir\), kur \(U_{vid.}\) – įtampos kritimas šaltinio viduje. Kai grandinė išjungiama (srovė lygi 0), įtampa ant šaltinio gnybtų lygi jo elektrovarai (\(U_{išor.} = E\)).
Nuosekliai sujungti srovės šaltiniai
Uždaroje grandinėje su keliais nuosekliai sujungtais srovės šaltiniais, pilnutinė elektrovara (E) yra lygi atskirų šaltinių elektrovarų (E₁, E₂, ..., Eₙ) algebrinei sumai. Bendra vidinė varža (r) yra visų šaltinių vidinių varžų (r₁, r₂, ..., rₙ) suma. Srovės stipris (I) tokioje grandinėje apskaičiuojamas pagal Omo dėsnį uždarai grandinei, atsižvelgiant į bendrą elektrovarą, bendrą vidinę varžą ir išorinę varžą (R): \(I = \frac{\Sigma E}{\Sigma r + R} = \frac{E₁ + E₂ + ... + Eₙ}{r₁ + r₂ + ... + rₙ + R}\). Elektros srovės kryptis grandinėje priklauso nuo elektrovarų algebrinės sumos ženklo.
Omo dėsnis grandinei su nuosekliai sujungtais šaltiniais
Uždaroje elektros grandinėje su keliais nuosekliai sujungtais srovės šaltiniais, srovės stipris (I) apskaičiuojamas pagal Omo dėsnį visai grandinei. Jis priklauso nuo visų šaltinių elektrovarų (EVR) algebrinės sumos (\(\sum E_i\)) ir pilnutinės grandinės varžos, kurią sudaro išorinės varžos (R) ir visų šaltinių vidinių varžų sumos (\(\sum r_i\)). Pagrindinė formulė yra \(I = \frac{\sum E_i}{R + \sum r_i}\).
Omo dėsnis: nuoseklus jungimas
Kai uždaroje grandinėje yra keli nuosekliai sujungti srovės šaltiniai, bendra srovė (\(I\)) yra lygi kiekvieno šaltinio atskirai sukurtų srovių (\(I_1, I_2, I_3, ...\)) algebrinei sumai. Pagal Omo dėsnį, kiekvieno šaltinio srovė yra \(I_n = E_n / (r_n + R)\), kur \(E_n\) – šaltinio elektrovara, \(r_n\) – vidinė varža, \(R\) – išorinė varža. Bendra srovė: \(I = (E_1 + E_2 + E_3 + ... + E_n) / (r_1 + r_2 + r_3 + ... + r_n + R)\). Srovės kryptis nustatoma pagal bendros elektrovarų sumos ženklą.
Srovės šaltinio elektrovaros matavimas
Srovės šaltinio elektrovara (EVR, E) yra fizinis dydis, apibūdinantis šaltinio gebėjimą kurti potencialų skirtumą. Veikiančioje grandinėje įtampa tarp šaltinio gnybtų (U) yra mažesnė už EVR dėl vidinės varžos (r) ir ja tekančios srovės (I) sukelto įtampos kritimo: \(U = E - Ir\). Elektrovara yra lygi įtampai tarp šaltinio gnybtų, kai grandinė yra atvira, t.y., kai srovė neteka (\(I = 0\)), todėl \(U = E\). Tai yra pagrindinis EVR matavimo principas.
Trumpasis jungimas
Trumpasis jungimas įvyksta, kai srovės šaltinio poliai sujungiami laidininku, kurio varža yra labai maža (\(R \approx 0\)). Pagal Omo dėsnį visai grandinei (\(I = \frac{E}{R+r}\)), kai \(R \rightarrow 0\), srovės stipris grandinėje tampa maksimalus ir lygus \(I_{trump} = \frac{E}{r}\). Šią srovę riboja tik pati šaltinio vidinė varža (r).
Trumpasis jungimas
Trumpasis jungimas įvyksta, kai srovės šaltinio poliai sujungiami labai mažos varžos (beveik nulinės) laidininku. Srovės stipris tampa labai didelis, nes jį riboja tik šaltinio vidinė varža (\(I = E / r\)).
Trumpasis jungimas ir EVJ matavimas
Trumpasis jungimas yra reiškinys, kai srovės šaltinio gnybtai sujungiami laidininku, kurio išorinė varža yra labai maža (\(R \approx 0\)). Tokiu atveju srovės stiprį grandinėje riboja beveik vien tik šaltinio vidinė varža (r), todėl srovė tampa labai stipri: \(I_{tr} = \frac{E}{r}\). Dėl didelės srovės kyla pavojus pažeisti šaltinį ar sukelti gaisrą, todėl grandinėse naudojami saugikliai. Srovės šaltinio elektrovara (EVJ, E) yra lygi įtampai tarp šaltinio gnybtų, kai grandinė yra atvira (ja neteka srovė, \(I = 0\)). Tuomet išorinės grandinės įtampa lygi EVJ: \(U_{išor.} = E\). EVJ matuojama prie atviros grandinės šaltinio gnybtų prijungus didelės varžos voltmetrą.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com