Прыклады пытанняў па абмеркаванні омічнага і неомічнага супраціўлення
Пендахулуан
Супраціўленне ў электрычных ланцугах — гэта фундаментальнае паняцце, неабходнае для разумення электратэхнікі і электронікі. Супраціўленне вызначае, які ток будзе праходзіць праз кампанент, калі на яго прыкладзена напружанне. У фізіцы існуюць два асноўныя тыпы супраціўлення: омічны супраціў і неомічны супраціў. У гэтым артыкуле падрабязна тлумачацца абодва тыпы супраціўлення, а таксама прыводзяцца некалькі прыкладаў задач і абмеркаванняў для паглыблення вашага разумення.
Омічны супраціў
Амічны супраціў — гэта супраціў, які падпарадкоўваецца закону Ома, які сцвярджае, што сіла току, які працякае праз праваднік паміж двума кропкамі, прама прапарцыйная напрузе паміж гэтымі двума кропкамі. Матэматычна гэты закон можна запісаць наступным чынам:
«Матэматыка
V = IR
"
Дзе:
– V — напружанне (вольты)
– I — гэта сіла току (Ампер)
– R — супраціўленне (Ом)
Кампаненты, якія маюць омічнае супраціўленне, звычайна маюць графік залежнасці паміж сілай току і напружаннем у выглядзе прамой лініі.
Прыклады пытанняў па омічным супраціве
Пытанне 1: Рэзістар з супраціўленнем 10 Ом падключаны да напружання 5 вольт. Разлічыце сілу току, якая працякае праз рэзістар.
Абмеркаванне:
Выкарыстоўваючы закон Ома:
\[ V = IR \]
Вядома:
– V = 5 вольт
– R = 10 Ом
Такім чынам:
\[ I = \frac{V}{R} = \frac{5}{10} = 0,5 \, \text{Ампер} \]
Такім чынам, ток, які працякае праз рэзістар, складае 0,5 Ампера.
Прыклад пытання 2. Омічны супраціў у паралельных ланцугах
Пытанне 2: Два рэзістары, кожны з супраціўленнем 4 Ом і 6 Ом, злучаныя паралельна, а затым падключаныя да крыніцы напружання 12 вольт. Вылічыце агульны ток, які працякае ў ланцугу.
Абмеркаванне:
У паралельным ланцугу напружанне на кожным рэзістары аднолькавае:
– V = 12 вольт
Каб атрымаць агульны ток, трэба спачатку знайсці сілу току ў кожным рэзістары, выкарыстоўваючы закон Ома, а затым скласці іх разам.
1. Сіла току ў рэзістары 4 Ом:
\[ I_1 = \frac{V}{R_1} = \frac{12}{4} = 3 \, \text{Ампер} \]
2. Сіла току ў рэзістары 6 Ом:
\[ I_2 = \frac{V}{R_2} = \frac{12}{6} = 2 \, \text{Ампер} \]
Агульны ток у ланцугу складае:
\[ I_{агульны} = I_1 + I_2 = 3 + 2 = 5 \, \text{Ампер} \]
Такім чынам, агульны ток, які працякае па ланцугу, складае 5 ампер.
Неомічны супраціў
Неомічны супраціў — гэта супраціў, які не падпарадкоўваецца закону Ома. У кампанентах з неомічным супраціўленнем залежнасць паміж напружаннем і токам нелінейная і можа залежаць ад шэрагу іншых фактараў, такіх як тэмпература, частата або электрычнае поле. Некаторыя прыклады — лямпы напальвання, дыёды і транзістары.
Прыклады пытанняў па неомічным супраціўленні
Пытанне 3: Ідэальны дыёд падлучаны да прамога напружання 0.7 вольта. Калі супраціўленне ідэальнага дыёда лічыцца вельмі малым, які ток будзе працякаць пры падачы гэтага напружання?
Абмеркаванне:
У ідэальным дыёдзе, калі ён зрушаны ў прамым кірунку, ток праходзіць з вельмі малым супраціўленнем. Такім чынам, сіла току вызначаецца яго супраціўленнем, якое практычна роўна нулю. У ідэальным выпадку гэта супраціўленне настолькі малое, што сіла току абмежаваная толькі ёмістасцю крыніцы напружання.
Паколькі дыёд ідэальны, ток можа быць вельмі вялікім, набліжаючыся да ёмістасці крыніцы напружання і звязанага з ёй ланцуга. Аднак на практыцы супраціўленне іншых ланцугоў і абмежаванні ёмістасці крыніцы напружання будуць вызначаць рэальны ток больш рэалістычна.
Калі крыніца напружання можа падаваць неабмежаваны ток, то можна лічыць, што працякаючы ток вельмі вялікі, але рэалістычна гэта менш разумна без вызначэння мяжы току па магутнасці крыніцы.
Прыклад пытання 4: Неомічны супраціў у лямпах напальвання
Пытанне 4: Лямпа напальвання мае неомічныя ўласцівасці з намінальным напружаннем 220 вольт і спажыванай магутнасцю 100 Вт. Разлічыце супраціўленне лямпы пры ўключаным стане ў адпаведнасці з намінальнай магутнасцю і напружаннем.
Абмеркаванне:
Вядома:
– V = 220 вольт
– P = 100 Вт
Выкарыстоўваючы формулу электрычнай магутнасці,
\[ P = VI \]
Такім чынам, ток, які цячэ:
\[ I = \frac{P}{V} = \frac{100}{220} \прыблізна 0.455 \, \text{Ампер} \]
Далей, выкарыстоўваючы закон Ома,
\[R = \frac{V}{I} = \frac{220}{0.455} \прыблізна 484 \, \text{Ом} \]
Такім чынам, супраціўленне лямпы напальвання пры намінальнай магутнасці і напружанні складае каля 484 Ом.
Выснова
Разуменне розніцы паміж омічным і неомічным супраціўленнем мае вырашальнае значэнне пры аналізе электрычных ланцугоў. Омічнае супраціўленне падпарадкоўваецца закону Ома, з лінейнай залежнасцю паміж напружаннем і сілай току, у той час як неомічнае супраціўленне нелінейнае і можа залежаць ад шэрагу іншых фактараў. З дапамогай розных прыкладаў і абмеркаванняў, прадстаўленых вышэй, мы можам лепш зразумець, як працуюць гэтыя два тыпы супраціўлення і як разлічыць ток, напружанне і супраціўленне ў электрычным ланцугу.
Веданне омічнага і неомічнага супраціўлення вельмі карыснае, асабліва для тых, хто працуе ў галіне электратэхнікі або электронікі, бо дапамагае больш эфектыўна і прадуктыўна праектаваць і аналізаваць схемы.
