Hukum Ohm terlihat begitu sederhana sehingga kesulitan yang harus diatasi dalam menetapkannya diabaikan dan dilupakan. Hukum Ohm tidak mudah untuk diuji dan tidak boleh dianggap sebagai kebenaran nyata; Memang, untuk banyak materi, hal ini tidak benar.

Apa sebenarnya kesulitan-kesulitan tersebut? Apakah tidak mungkin untuk memeriksa perubahan jumlah elemen kolom volta dengan menentukan arus pada jumlah elemen yang berbeda?

Faktanya adalah ketika kita mengambil sejumlah elemen yang berbeda, kita mengubah keseluruhan rangkaian, karena elemen tambahan juga memiliki resistansi tambahan. Oleh karena itu, perlu dicari cara untuk mengubah tegangan tanpa mengganti baterai itu sendiri. Selain itu, nilai arus yang berbeda memanaskan kawat ke suhu yang berbeda, dan efek ini juga dapat mempengaruhi kekuatan arus. Ohm (1787-1854) mengatasi kesulitan tersebut dengan memanfaatkan fenomena termoelektrik yang ditemukan oleh Seebeck (1770-1831) pada tahun 1822.

Fenomena ini diamati ketika sambungan yang terbuat dari dua bahan berbeda dipanaskan: tegangan kecil tereksitasi, yang dapat menghasilkan arus. Seebeck menemukan efek ini dengan bereksperimen dengan pelat antimon dan bismut, dan menggunakan kumparan dengan banyak lilitan, di dalamnya dimasukkan magnet kecil, sebagai pendeteksi arus. Seebeck mengamati defleksi magnet hanya ketika dia menekan pelat dengan tangannya, dan segera menyadari bahwa efek tersebut disebabkan oleh panas tangannya. Kemudian dia mulai memanaskan pelat dengan lampu dan memperoleh deviasi yang jauh lebih besar. Seebeck tidak sepenuhnya memahami efek yang dia temukan dan menyebutnya “polarisasi magnet”.

Ohm menggunakan efek termoelektrik sebagai sumber gaya gerak listrik. Dengan perbedaan suhu yang konstan, tegangan termokopel harus sangat stabil, dan karena arusnya rendah, tidak akan terjadi pemanasan yang nyata. Sesuai dengan pertimbangan tersebut, Ohm membuat sebuah instrumen yang tampaknya harus dianggap sebagai instrumen nyata pertama untuk penelitian di bidang kelistrikan. Sebelumnya, hanya instrumen kasar yang digunakan.

Bagian silinder atas perangkat Ohm adalah detektor arus - keseimbangan torsi, ab dan a" b" - elemen termo yang terbuat dari dua kabel tembaga yang disolder ke batang bismut melintang; m dan m" - cangkir berisi air raksa, yang dapat dihubungkan dengan termokopel. Sebuah konduktor dihubungkan ke cangkir, yang ujungnya setiap kali dikupas sebelum direndam dalam air raksa.

Om sadar akan pentingnya kemurnian bahan. Dia menyimpan persimpangan a dalam air mendidih, dan menjatuhkan persimpangan a ke dalam campuran es dan air dan mengamati defleksi galvanometer.

Ketelitian dan perhatian Ohm terhadap detail khas Jerman dapat dikontraskan dengan antusiasme yang hampir kekanak-kanakan yang ditunjukkan Faraday dalam karyanya. Dalam fisika, kedua pendekatan tersebut diperlukan: pendekatan terakhir biasanya memberikan dorongan untuk mempelajari suatu pertanyaan, dan pendekatan pertama memerlukan studi yang cermat dan membangun teori yang cermat berdasarkan hasil kuantitatif yang akurat.

Ohm menggunakan delapan potong kawat tembaga dengan panjang berbeda-beda sebagai konduktor. Pada awalnya dia tidak dapat memperoleh hasil yang dapat direproduksi, tetapi seminggu kemudian dia menyesuaikan instrumennya dan memperoleh serangkaian pembacaan untuk masing-masing konduktor. Pembacaan ini adalah sudut puntiran benang suspensi di mana panah kembali ke nol. Ohm menunjukkan bahwa dengan pemilihan konstanta A dan B yang tepat, panjang x dan sudut puntir X benang dihubungkan oleh relasi X = (A / B+ z)

Anda dapat mengilustrasikan hubungan ini dengan memplot x versus 1/X.

Ohm mengulangi percobaannya dengan kawat kuningan dan memperoleh hasil yang sama dengan nilai A yang berbeda dan nilai B yang sama. Ia mengambil suhu 0 dan 7,5° menurut Reaumur (9,4°C) untuk sambungan termoelemen dan menemukan bahwa penyimpangan dia mencatat penurunan sekitar 10 kali lipat.

Jadi, jika kita berasumsi bahwa tegangan yang dihasilkan oleh perangkat sebanding dengan perbedaan suhu - seperti yang kita ketahui sekarang kira-kira benar - maka ternyata arus sebanding dengan tegangan tersebut. Ohm juga menunjukkan bahwa arus berbanding terbalik dengan besaran tertentu tergantung pada panjang kawat. Ohm menyebutnya resistansi, dan harus diasumsikan bahwa besaran B mewakili resistansi sisa rangkaian.

Jadi Ohm menunjukkan bahwa arus sebanding dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan impedansi rangkaian. Ini adalah hasil yang sangat sederhana untuk eksperimen yang kompleks. Setidaknya begitulah yang kita lihat saat ini.

Orang-orang sezaman Ohm, terutama rekan senegaranya, berpikir berbeda: mungkin kesederhanaan hukum Ohmlah yang menimbulkan kecurigaan mereka. Om mengalami kesulitan dalam karirnya dan membutuhkan; Om sangat tertekan karena karyanya tidak diakui. Sebagai penghargaan bagi Inggris Raya, dan khususnya Royal Society, harus dikatakan bahwa karya Ohm mendapat pengakuan yang layak di sana. Om termasuk di antara orang-orang hebat yang namanya sering ditemukan ditulis dengan huruf kecil: nama "om" diberikan untuk satuan perlawanan.

G. Linson "Eksperimen Hebat dalam Fisika"

Hukum Ohm adalah hukum dasar yang digunakan dalam perhitungan rangkaian DC. Ini sangat mendasar dan dapat digunakan untuk sistem fisik apa pun di mana terdapat aliran partikel dan medan, dan hambatan dapat diatasi.

Hukum atau aturan Kirchhoff merupakan penerapan hukum Ohm yang digunakan untuk menghitung rangkaian listrik DC yang kompleks.

hukum Ohm

Hukum Ohm yang digeneralisasi untuk bagian rangkaian yang tidak seragam (bagian rangkaian yang mengandung sumber EMF) berbentuk:

Beda potensial pada ujung-ujung bagian rangkaian; - EMF dari sumber di bagian rangkaian yang dipertimbangkan; R - resistansi eksternal rangkaian; r adalah resistansi internal sumber EMF. Jika rangkaian terbuka yang berarti tidak ada arus di dalamnya (), maka dari (2) kita peroleh:

GGL yang bekerja pada rangkaian terbuka sama dengan beda potensial pada ujung-ujungnya. Ternyata untuk mengetahui EMF sumbernya, sebaiknya ukur beda potensial pada terminal-terminalnya dengan rangkaian terbuka.

Hukum Ohm untuk rangkaian tertutup ditulis sebagai:

Besarannya kadang-kadang disebut resistansi total rangkaian. Rumus (2) menunjukkan bahwa gaya gerak listrik sumber arus dibagi hambatan total sama dengan arus dalam rangkaian.

hukum Kirchhoff

Biarkan ada jaringan konduktor bercabang yang sewenang-wenang. Di daerah tertentu disertakan berbagai sumber arus. GGL sumber adalah konstan dan dianggap diketahui. Dalam hal ini, arus di semua bagian rangkaian dan beda potensial di seluruh bagian tersebut dapat dihitung menggunakan hukum Ohm dan hukum kekekalan muatan.

Untuk menyederhanakan penyelesaian masalah penghitungan rangkaian listrik bercabang yang mempunyai beberapa rangkaian tertutup dan beberapa sumber EMF, digunakan hukum (atau aturan) Kirchhoff. Aturan Kirchhoff berfungsi untuk menciptakan sistem persamaan yang dengannya kekuatan arus dalam elemen rangkaian bercabang kompleks ditemukan.

hukum pertama Kirchhoff

Jumlah arus dalam suatu simpul rangkaian, dengan memperhatikan tanda-tandanya, sama dengan nol:

Aturan pertama Kirchhoff merupakan konsekuensi dari hukum kekekalan muatan listrik. Jumlah aljabar arus yang berkumpul pada setiap titik simpul dalam rangkaian adalah muatan yang sampai pada titik tersebut per satuan waktu.

Saat menyusun persamaan menggunakan hukum Kirchhoff, penting untuk mempertimbangkan tanda-tanda kekuatan arus yang dimasukkan dalam persamaan ini. Diasumsikan bahwa arus yang menuju ke titik percabangan dan keluar dari percabangan mempunyai tanda yang berlawanan. Dalam hal ini, Anda perlu menentukan sendiri arah mana (menuju atau menjauhi node) yang dianggap positif.

hukum kedua Kirchhoff

Hasil kali nilai aljabar arus (I) dengan jumlah hambatan luar dan dalam semua bagian rangkaian tertutup sama dengan jumlah nilai aljabar ggl luar () rangkaian yang bersangkutan. :

Setiap produk menentukan beda potensial yang akan ada antara ujung-ujung bagian yang bersesuaian jika ggl di dalamnya sama dengan nol. Besaran tersebut disebut jatuh tegangan yang disebabkan oleh arus.

Hukum kedua Kirchhoff terkadang dirumuskan sebagai berikut:

Untuk rangkaian tertutup, jumlah penurunan tegangan adalah jumlah ggl pada rangkaian yang ditinjau.

Aturan (hukum) kedua Kirchhoff adalah konsekuensi dari hukum umum Ohm. Jadi, jika dalam suatu rangkaian tertutup terisolasi terdapat satu sumber EMF, maka kuat arus dalam rangkaian akan sedemikian rupa sehingga jumlah jatuh tegangan pada hambatan luar dan hambatan dalam sumber sama dengan EMF luar. dari sumbernya. Jika ada beberapa sumber EMF, maka jumlahkan aljabarnya. Tanda EMF dipilih positif jika, ketika bergerak sepanjang kontur ke arah positif, kutub negatif sumber pertama kali ditemui. (Arah positif dari bypass rangkaian diambil sebagai arah bypass rangkaian baik searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam).

Contoh pemecahan masalah

CONTOH 1

Tambahkan situs ke bookmark

hukum Ohm

Gambar tersebut menunjukkan diagram rangkaian listrik sederhana yang sudah dikenal. Sirkuit tertutup ini terdiri dari tiga elemen:

• sumber tegangan – baterai GB;
• konsumen saat ini - beban R, yang dapat berupa, misalnya, filamen lampu listrik atau resistor;
• konduktor yang menghubungkan sumber tegangan ke beban.

Omong-omong, jika rangkaian ini dilengkapi dengan sakelar, Anda mendapatkan rangkaian lengkap untuk senter listrik saku. Beban R yang mempunyai hambatan tertentu merupakan bagian dari rangkaian.

Nilai arus pada bagian rangkaian tertentu bergantung pada tegangan yang bekerja padanya dan hambatannya: semakin tinggi tegangan dan semakin rendah hambatannya, semakin besar arus yang mengalir melalui bagian rangkaian tersebut.

Ketergantungan arus pada tegangan dan hambatan dinyatakan dengan rumus berikut:

• I – arus, dinyatakan dalam ampere, A;
• U – tegangan dalam volt, V;
• R – resistansi dalam ohm, Ohm.

Ekspresi matematika ini dibaca sebagai berikut: arus pada suatu bagian rangkaian berbanding lurus dengan tegangan yang melewatinya dan berbanding terbalik dengan hambatannya. Ini adalah hukum dasar teknik elektro, yang disebut hukum Ohm (setelah nama belakang G. Ohm) untuk suatu bagian rangkaian listrik. Dengan menggunakan hukum Ohm, Anda dapat mengetahui sepertiga yang tidak diketahui dari dua besaran listrik yang diketahui. Berikut beberapa contoh penerapan praktis hukum Ohm:

1. Contoh pertama. Tegangan 25 V diterapkan pada suatu bagian rangkaian dengan hambatan 5 ohm. Kita perlu mencari nilai arus pada bagian rangkaian tersebut. Penyelesaian: I = U/R = 25/5 = 5 A.
2. Contoh kedua. Tegangan 12 V bekerja pada suatu bagian rangkaian, menghasilkan arus 20 mA di dalamnya. Berapakah hambatan pada bagian rangkaian tersebut? Pertama-tama, arus 20 mA harus dinyatakan dalam ampere. Ini akan menjadi 0,02 A. Maka R = 12 / 0,02 = 600 Ohm.
3. Contoh ketiga. Arus sebesar 20 mA mengalir melalui suatu bagian rangkaian dengan hambatan 10 kOhm. Berapa tegangan yang bekerja pada bagian rangkaian ini? Di sini, seperti pada contoh sebelumnya, arus harus dinyatakan dalam ampere (20 mA = 0,02 A), hambatan dalam ohm (10 kOhm = 10.000 Ohm). Oleh karena itu, U = IR = 0,02×10000 = 200 V.

Alas lampu pijar pada senter datar diberi cap: 0,28 A dan 3,5 V. Apa maksud informasi ini? Fakta bahwa bola lampu akan menyala normal pada arus 0,28 A, yang ditentukan oleh tegangan 3,5 V. Dengan menggunakan hukum Ohm, mudah untuk menghitung bahwa filamen bola lampu yang dipanaskan memiliki hambatan R = 3,5 / 0,28 = 12,5 Ohm.

Ini adalah resistansi filamen bola lampu yang dipanaskan; resistansi filamen yang didinginkan jauh lebih kecil. Hukum Ohm berlaku tidak hanya untuk suatu bagian, tetapi untuk keseluruhan rangkaian listrik. Dalam hal ini, resistansi total semua elemen rangkaian, termasuk resistansi internal sumber arus, disubstitusikan ke dalam nilai R. Namun, dalam perhitungan rangkaian yang paling sederhana, resistansi konduktor penghubung dan resistansi internal sumber arus biasanya diabaikan.

Berkaitan dengan hal tersebut, perlu diberikan satu contoh lagi: tegangan jaringan penerangan listrik adalah 220 V. Berapakah arus yang akan mengalir pada rangkaian jika hambatan bebannya 1000 Ohm? Penyelesaian: I = U/R = 220/1000 = 0,22 A. Sebuah besi solder listrik mengkonsumsi kira-kira arus ini.

Semua rumus ini, yang mengikuti hukum Ohm, juga dapat digunakan untuk menghitung rangkaian arus bolak-balik, tetapi dengan syarat tidak ada induktor dan kapasitor dalam rangkaian tersebut.

Hukum Ohm dan rumus perhitungan turunannya cukup mudah diingat jika menggunakan diagram grafis ini, inilah yang disebut segitiga hukum Ohm.

Cara menggunakan segitiga ini mudah saja, cukup ingat dengan jelas bahwa garis mendatar di dalamnya berarti tanda pembagian (mirip dengan garis pecahan), dan garis vertikal berarti tanda perkalian.

Sekarang kita harus mempertimbangkan pertanyaan berikut: bagaimana sebuah resistor yang dihubungkan dalam rangkaian secara seri dengan beban atau paralel mempengaruhi arus? Lebih baik memahami ini dengan sebuah contoh. Terdapat bola lampu dari senter listrik berbentuk bulat yang dirancang untuk tegangan 2,5 V dan arus 0,075 A. Apakah bola lampu ini dapat diberi daya dari baterai 3336L yang tegangan awalnya 4,5 V?

Sangat mudah untuk menghitung bahwa filamen bola lampu yang dipanaskan ini memiliki resistansi lebih dari 30 ohm. Jika Anda menyalakannya dari baterai 3336L yang baru, maka, menurut hukum Ohm, arus akan mengalir melalui filamen bola lampu, hampir dua kali lipat arus yang dirancang. Benang tidak akan tahan terhadap beban berlebih; ​​benang akan menjadi terlalu panas dan roboh. Namun bola lampu ini tetap dapat ditenagai oleh baterai 336L jika tambahan resistor 25 Ohm dihubungkan secara seri dengan rangkaian.

Dalam hal ini, resistansi total rangkaian eksternal akan menjadi sekitar 55 Ohm, yaitu 30 Ohm - resistansi filamen bola lampu H ditambah 25 Ohm - resistansi resistor tambahan R. Akibatnya, arus sama dengan kira-kira 0,08 A akan mengalir dalam rangkaian, hampir sama dengan filamen bola lampu yang dirancang.

Bola lampu ini dapat diberi daya dari baterai dengan tegangan lebih tinggi, atau bahkan dari jaringan penerangan listrik, jika Anda memilih resistor dengan resistansi yang sesuai. Dalam contoh ini, resistor tambahan membatasi arus dalam rangkaian ke nilai yang kita perlukan. Semakin besar hambatannya maka semakin kecil pula arus yang mengalir pada rangkaian tersebut. Dalam hal ini, dua hambatan dihubungkan secara seri ke rangkaian: hambatan filamen bola lampu dan hambatan resistor. Dan dengan sambungan seri resistansi, arusnya sama di semua titik rangkaian.

Anda dapat menyalakan ammeter kapan saja, dan ammeter akan menunjukkan nilai yang sama di mana saja. Fenomena ini bisa diibaratkan seperti aliran air di sungai. Dasar sungai di berbagai daerah bisa lebar atau sempit, dalam atau dangkal. Namun demikian, dalam jangka waktu tertentu, jumlah air yang sama selalu melewati penampang dasar sungai mana pun.

Resistor tambahan yang dihubungkan secara seri dengan beban dapat dianggap sebagai resistor yang “memadamkan” sebagian tegangan yang bekerja dalam rangkaian. Tegangan yang dipadamkan oleh resistor tambahan, atau, seperti yang mereka katakan, turun di atasnya, akan semakin besar, semakin besar resistansi resistor ini. Mengetahui arus dan hambatan dari resistor tambahan, jatuh tegangan pada resistor tersebut dapat dengan mudah dihitung menggunakan rumus umum yang sama U = IR, di sini:

• U – penurunan tegangan, V;
• I – arus dalam rangkaian, A;
• R – resistansi dari resistor tambahan, Ohm.

Sehubungan dengan contoh, resistor R (lihat gambar) memadamkan kelebihan tegangan: U = IR = 0,08 × 25 = 2 V. Sisa tegangan baterai, kira-kira 2,5 V, jatuh pada filamen bola lampu. Resistansi resistor yang diperlukan dapat ditemukan menggunakan rumus lain yang Anda kenal: R = U/I, di mana:

• R – resistansi yang diperlukan dari resistor tambahan, Ohm;
• U – tegangan yang perlu dipadamkan, V;
• I – arus pada rangkaian, A.

Untuk contoh yang dibahas, resistansi dari resistor tambahan adalah: R = U/I = 2/0,075, 27 Ohm. Dengan mengubah resistansi, Anda dapat menurunkan atau menambah tegangan yang turun pada resistor tambahan, sehingga mengatur arus dalam rangkaian. Tetapi resistor tambahan R pada rangkaian tersebut dapat berupa variabel, yaitu resistor yang resistansinya dapat diubah (lihat gambar di bawah).

Dalam hal ini, dengan menggunakan penggeser resistor, Anda dapat dengan lancar mengubah tegangan yang disuplai ke beban H, dan karenanya dengan lancar mengatur arus yang mengalir melalui beban ini. Resistor variabel yang dihubungkan dengan cara ini disebut rheostat. Rheostat digunakan untuk mengatur arus pada rangkaian penerima, televisi, dan amplifier. Di banyak bioskop, rheostat digunakan untuk meredupkan cahaya di auditorium dengan lancar. Ada cara lain untuk menghubungkan beban ke sumber arus dengan tegangan berlebih - juga menggunakan resistor variabel, tetapi dihubungkan dengan potensiometer, yaitu pembagi tegangan, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Di sini R1 adalah resistor yang dihubungkan dengan potensiometer, dan R2 adalah beban, yang dapat berupa bola lampu pijar yang sama atau perangkat lain. Penurunan tegangan terjadi pada resistor R1 dari sumber arus, yang dapat disuplai sebagian atau seluruhnya ke beban R2. Ketika penggeser resistor berada pada posisi terendah, tidak ada tegangan yang disuplai ke beban sama sekali (jika berupa bola lampu, tidak akan menyala).

Saat penggeser resistor bergerak ke atas, kita akan menerapkan lebih banyak tegangan ke beban R2 (jika itu adalah bola lampu, filamennya akan menyala). Ketika penggeser resistor R1 berada di posisi paling atas, seluruh tegangan sumber arus akan dialirkan ke beban R2 (jika R2 adalah bola lampu senter, dan tegangan sumber arus tinggi maka filamen bola lampu akan terbakar. keluar). Secara eksperimental Anda dapat menemukan posisi motor resistor variabel di mana tegangan yang dibutuhkan akan disuplai ke beban.

Resistor variabel yang diaktifkan oleh potensiometer banyak digunakan untuk mengontrol volume pada receiver dan amplifier. Resistor dapat langsung dihubungkan secara paralel dengan beban. Dalam hal ini, arus di bagian rangkaian ini bercabang dan mengalir dalam dua jalur paralel: melalui resistor tambahan dan beban utama. Arus terbesar akan berada pada cabang yang hambatannya paling kecil.

Jumlah arus kedua cabang akan sama dengan arus yang dihabiskan untuk memberi daya pada rangkaian eksternal. Sambungan paralel digunakan dalam kasus di mana perlu untuk membatasi arus tidak di seluruh rangkaian, seperti ketika menghubungkan resistor tambahan secara seri, tetapi hanya di bagian tertentu. Resistor tambahan dihubungkan, misalnya secara paralel dengan miliammeter, sehingga dapat mengukur arus yang besar. Resistor seperti ini disebut shunt atau shunt. Kata shunt berarti cabang.

Dihubungkan dengan kabel ke berbagai peralatan listrik dan konsumen energi listrik, membentuk suatu rangkaian listrik.

Merupakan kebiasaan untuk menggambarkan rangkaian listrik menggunakan diagram di mana elemen rangkaian listrik (resistansi, sumber arus, sakelar, lampu, perangkat, dll.) ditunjukkan dengan ikon khusus.

Arah saat ini dalam suatu rangkaian - ini adalah arah dari kutub positif sumber arus ke kutub negatif. Aturan ini ditetapkan pada abad ke-19. dan telah diamati sejak saat itu. Pergerakan muatan nyata mungkin tidak sesuai dengan arah arus yang bersyarat. Jadi, dalam logam, pembawa arus adalah elektron bermuatan negatif, dan mereka berpindah dari kutub negatif ke kutub positif, yaitu dalam arah yang berlawanan. Dalam elektrolit, pergerakan muatan sebenarnya dapat bertepatan atau berlawanan dengan arah arus, bergantung pada apakah ion tersebut pembawa muatan - positif atau negatif.

Dimasukkannya unsur-unsur dalam suatu rangkaian listrik dapat konsisten atau paralel.

Hukum Ohm untuk rangkaian lengkap.

Pertimbangkan rangkaian listrik yang terdiri dari sumber arus dan resistor R.

Hukum Ohm untuk rangkaian lengkap menetapkan hubungan antara arus dalam rangkaian, ggl dan hambatan total rangkaian, yang terdiri dari hambatan luar. R dan resistansi internal dari sumber arus R.

Pekerjaan kekuatan luar Ast sumber arus, menurut definisi EMF ( ɛ ) sama dengan Ast = q, Di mana Q- muatan dipindahkan oleh EMF. Menurut definisi arus q = Itu, Di mana T- waktu transfer tagihan. Dari sini kita memiliki:

Ast = ɛ Dia.

Panas yang dihasilkan ketika pekerjaan dilakukan di suatu sirkuit, menurut hukum Joule-Lenz, sama dengan:

Q = SAYA 2 Rt + SAYA 2 rt.

Menurut hukum kekekalan energi SEBUAH = Q. Menyamakan ( Ast = ɛ Dia) Dan ( Q = SAYA 2 Rt + SAYA 2 rt), kita mendapatkan:

ɛ = IR + Ir.

Hukum Ohm untuk rangkaian tertutup biasanya ditulis sebagai:

.

Kuat arus pada suatu rangkaian lengkap sama dengan rasio ggl rangkaian terhadap hambatan totalnya.

Jika rangkaian berisi beberapa sumber yang dihubungkan seri dengan EMF ɛ 1, ɛ 2, ɛ 3 dll., maka total EMF rangkaian sama dengan jumlah aljabar EMF masing-masing sumber. Tanda ggl sumber ditentukan sehubungan dengan arah bypass rangkaian, yang dipilih secara sewenang-wenang, misalnya, pada gambar di bawah - berlawanan arah jarum jam.

Dalam hal ini, gaya luar di dalam sumber melakukan kerja positif. Sebaliknya, persamaan berikut berlaku untuk rangkaian:

ɛ = ɛ 1 + ɛ 2 + ɛ 3 = | ɛ 1 | - | ɛ 2 | -| ɛ 3 | .

Sesuai dengan kekuatan arus positif dengan EMF positif - arah arus pada rangkaian eksternal bertepatan dengan arah melewati rangkaian. Impedansi rangkaian dengan banyak sumber sama dengan jumlah resistansi eksternal dan internal semua sumber EMF, misalnya untuk gambar di atas:

R n = R + r 1 + r 2 + r 3 .

Hukum Ohm merupakan salah satu hukum dasar teknik elektro. Ini cukup sederhana dan digunakan dalam perhitungan hampir semua rangkaian listrik. Namun hukum ini memiliki beberapa ciri operasi pada rangkaian AC dan DC dengan adanya elemen reaktif dalam rangkaian. Ciri-ciri ini harus selalu diingat.

Diagram klasik hukum Ohm terlihat seperti ini:

Dan kedengarannya lebih sederhana - arus yang mengalir pada suatu bagian rangkaian akan sama dengan rasio tegangan rangkaian terhadap hambatannya, yang dinyatakan dengan rumus:

Namun kita mengetahui bahwa selain resistansi aktif R, terdapat juga induktansi reaktansi X L dan kapasitansi X C. Tetapi Anda harus mengakui bahwa rangkaian listrik dengan resistansi aktif murni sangat jarang terjadi. Mari kita lihat rangkaian di mana induktor L, kapasitor C dan resistor R dihubungkan secara seri:

Selain resistansi aktif murni R, induktansi L dan kapasitansi C juga memiliki reaktansi X L dan X C, yang dinyatakan dengan rumus:

Dimana ω adalah frekuensi siklik jaringan, sama dengan ω = 2πf. f – frekuensi jaringan dalam Hz.

Untuk arus searah, frekuensinya nol (f = 0), sehingga reaktansi induktansi akan menjadi nol (rumus (1)), dan kapasitansi akan menjadi tak terhingga (2), yang akan menyebabkan putusnya rangkaian listrik. Dari sini kita dapat menyimpulkan bahwa tidak ada reaktansi elemen pada rangkaian DC.

Jika kita perhatikan rangkaian listrik klasik yang menggunakan arus bolak-balik, maka secara praktis tidak ada bedanya dengan arus searah, hanya sumber tegangannya (bukan konstan - bolak-balik):

Oleh karena itu, rumus untuk kontur tersebut akan tetap sama:

Tetapi jika kita memperumit rangkaian dan menambahkan elemen reaktif ke dalamnya:

Situasinya akan berubah secara dramatis. Sekarang f tidak sama dengan nol, yang menunjukkan bahwa selain resistansi aktif, reaktansi juga dimasukkan ke dalam rangkaian, yang juga dapat mempengaruhi jumlah arus yang mengalir dalam rangkaian dan . Sekarang resistansi total rangkaian (dilambangkan dengan Z) dan tidak sama dengan Z aktif ≠ R. Rumusnya akan berbentuk sebagai berikut:

Oleh karena itu, rumus hukum Ohm akan sedikit berubah:

Mengapa ini penting?

Mengetahui nuansa ini akan memungkinkan Anda menghindari masalah serius yang mungkin timbul dari pendekatan yang salah dalam memecahkan masalah kelistrikan tertentu. Misalnya, sebuah induktor dengan parameter berikut dihubungkan ke rangkaian tegangan bolak-balik: f nom = 50 Hz, U nom = 220 V, R = 0,01 Ohm, L = 0,03 H. Arus yang mengalir melalui kumparan ini akan sama.