A lei mais importante da engenharia elétrica - a lei de Ohm
lei de ohm
O físico alemão Georg Ohm (1787 -1854) estabeleceu experimentalmente que a força da corrente I que flui através de um condutor de metal uniforme (ou seja, um condutor no qual forças externas não atuam) é proporcional à tensão U nas extremidades do condutor:
I = U / R, (1)
onde R— resistência elétrica do condutor.
A equação (1) expressa a Lei de Ohm para uma seção de circuito (não contendo uma fonte de corrente): A corrente em um condutor é diretamente proporcional à tensão aplicada e inversamente proporcional à resistência do condutor.
A seção do circuito em que a fem não atua. (forças externas) é chamada de seção homogênea do circuito, portanto esta formulação da lei de Ohm é válida para uma parte homogênea do circuito.
Veja aqui mais detalhes: Lei de Ohm para uma seção de um circuito
Agora vamos considerar uma seção não homogênea do circuito, onde a EMF efetiva da seção 1 — 2 é denotada por Ε12 e aplicada nas extremidades da seção diferença potencial — até φ1 — φ2.
Se a corrente flui através de condutores fixos formando a seção 1-2, então o trabalho A12 de todas as forças (externas e eletrostáticas) realizadas nos portadores de corrente é a lei da conservação e transformação da energia igual ao calor liberado na área. O trabalho das forças realizadas quando a carga Q0 se move na seção 1 — 2:
A12 = Q0E12 + Q0 (φ1 - φ2) (2)
E.m.s. E12 também amperagem I é uma grandeza escalar. Deve ser tomado com sinal positivo ou negativo, dependendo do sinal do trabalho realizado por forças externas. Eu alimentei. promove o movimento de cargas positivas na direção selecionada (na direção 1-2), então E12> 0. Se unidades. impede que cargas positivas se movam nessa direção, então E12 <0.
Durante o tempo t, o calor é liberado no condutor:
Q = Az2Rt = IR (It) = IRQ0 (3)
Das fórmulas (2) e (3) obtemos:
IR = (φ1 - φ2) + E12 (4)
Onde
I = (φ1 — φ2 + E12) / R (5)
A expressão (4) ou (5) é a Lei de Ohm para uma seção transversal não homogênea de um circuito na forma integral, que é a lei de Ohm generalizada.
Se não houver fonte de corrente em uma determinada seção do circuito (E12 = 0), então de (5) chegamos à lei de Ohm para uma seção homogênea do circuito
I = (φ1 — φ2) / R = U / R
Se circuito elétrico é fechado, então os pontos selecionados 1 e 2 coincidem, φ1 = φ2; então de (5) obtemos a Lei de Ohm para um circuito fechado:
I = E / R,
onde E é a fem atuando no circuito, R é a resistência total de todo o circuito. Em geral, R = r + R1, onde r é a resistência interna da fonte de corrente, R1 é a resistência do circuito externo.Portanto, a lei de Ohm para um circuito fechado ficará assim:
I = E / (r + R1).
Se o circuito estiver aberto, não há corrente nele (I = 0), então da lei de Ohm (4) obtemos que (φ1 - φ2) = E12, ou seja, a fem atuando em um circuito aberto é igual à diferença de potencial entre suas extremidades. Portanto, para encontrar a fem de uma fonte de corrente, é necessário medir a diferença de potencial em seus terminais de circuito aberto.
Exemplos de cálculos da Lei de Ohm:
Cálculo da corrente de acordo com a lei de Ohm
Calculando a resistência da lei de Ohm
Queda de voltagem
Veja também:
Sobre diferença de potencial, força eletromotriz e tensão
Corrente elétrica em líquidos e gases
Sobre o campo magnético, solenóides e eletroímãs
Campo elétrico, indução eletrostática, capacitância e capacitores
O que é corrente alternada e como ela difere da corrente contínua