Электроника:Постоянный ток/Последовательные и параллельные электрические цепи/Правильно используем закон Ома

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 656.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Правильно используем закон Ома[1]

Напоминания при использовании закона Ома

Одна из самых распространённых ошибок, которую делают начинающие студенты-электронщики, применяя закон Ома, — путают, из какого контекста брать напряжение, силу тока и сопротивление. Например, ученик может ошибочно использовать значение I (сила тока) для одного из резисторов и значение E (напряжение) для набора соединенных в ряд резисторов, полагая, что таким образом можно вычислить сопротивление данного отдельного резистора.

Но это неверно! Всегда помните важнейшее правило: переменные, используемые в уравнениях закона Ома, должны соответствовать одному и тому же участку, заключённому между одними и теми же двумя точками рассматриваемой цепи. Данное правило невозможно переоценить. Это особенно важно в комбинированных последовательно-параллельных схемах, где соседние элементы могут иметь разные значения как для напряжения, так и для силы тока.

При использовании закона Ома для вычисления переменных, относящихся к конкретному элементу, убедитесь, что напряжение, сила тока и сопротивление, на которые вы ссылаетесь, относятся именно к этому элементу. Аналогичным образом, при вычислении переменной, относящейся к набору элементов цепи, убедитесь, что значения напряжения, силы тока и сопротивления относятся именно к этому всему набору!

Хороший способ не забывать об этом – заострить внимание на двух точках, между которыми заключён анализируемый элемент или набор элементов, и убедиться, что рассматриваемое напряжение находится между этими двумя точками, что рассматриваемая сила тока характеризует поток электрического заряда от одной из этих точек до другой, что рассматриваемое сопротивление относится к тому резистору, что находится между этими двумя точками, и что рассматриваемая мощность - это полная мощность, рассеиваемая всеми элементами, находящимися между этими двумя точками.

Примечания к «табличному» методу анализа цепей

«Табличный» метод, разбираемый в данной главе как для последовательных, так и для параллельных цепей, является удобным вариантом правильного применения закона Ома для любой конфигурации. В таблицах, подобных той, что приведена ниже, уравнения закона Ома применяются только для значений, находящихся в одном вертикальном столбце и относящихся к одному из элементов цепи:

Рис. 1. Таблица для параллельных и последовательных цепей.
Рис. 1. Таблица для параллельных и последовательных цепей.

После заполнения вертикальных столбцов, результирующие значения по горизонтали вычисляются в соответствии с принципами последовательных и параллельных цепей:

Рис. 2. Вычисление результирующих значений для последовательных цепей.
Рис. 2. Вычисление результирующих значений для последовательных цепей.
Рис. 3. Вычисление результирующих значений для параллельных цепей.
Рис. 3. Вычисление результирующих значений для параллельных цепей.

«Табличный» метод не только упрощает вычисления всех соответствующих величин, но также облегчает перекрёстную проверку ответов. Поиск неизвестных переменных можно производить «окольными путями» или же, работая в обратном направлении, проверить входящие данные на основе результирующих ответов. Например, если вычислены напряжение, сила тока и сопротивление для каждого в отдельности элемента цепи, можно проверить расчёты, добавив нижнюю строку для мощностей всех резисторов, чтобы посмотреть, будет ли сложение значений мощностей отдельных элементов равно общей мощности всей цепи. Если нет, значит, где-то была ошибка! Хотя в данной технике «перекрёстной проверки» нет ничего принципиально нового, использование таблицы для упорядочивания всех данных сводит к минимуму возможную путаницу.

Итог

  • Закон Ома применяется к значениям, сгруппированным в вертикальных столбцах в таблице.
  • Для вычисления результирующих значений в горизонтальных рядах таблицы применяются правила последовательных/параллельних цепей.
  • Можно проверить свои расчёты, работая «в обратном направлении», пытаясь прийти к первоначально заданным значениям (т.е. к тем ответам, что рассчитаны в первую очередь). Или же можно вычислить какое-либо значение, идя к его вычислению разными путями, используя известные/вычисленные значения как для отдельных элементов цепи, так и результирующих значений всей системы.

См.также

Внешние ссылки