Fysiikka

Artikkeli resistiivisyydestä

Sähkövirran osalta on käsitelty sähkövirran tiheyttä, joten myös sähkökenttää on selitetty sähkökenttää käsittelevässä aiheessa. Sähkökenttä ja sähkövirta ovat johtimessa, jos johtimessa on potentiaaliero. Jos potentiaalieroa ei ole, ei myöskään sähkökenttää eikä sähkövirtaa ole.

Lähes kaikissa metallijohteissa sähkökenttä on suoraan verrannollinen sähkövirran tiheyteen, jossa sähkökentän ja sähkövirran tiheyden suhde on vakio. Sähkökentän ja virrantiheyden välistä suhdetta kutsutaan resistiivisyydeksi. Matemaattisesti sähkökentän, virrantiheyden ja resistiivisyyden välinen suhde esitetään yhtälössä:

Lue lisää

Artikkeli vastuksen värikoodista

Vastus on yksi sähköpiirin komponentti, jonka tehtävänä on säätää sähkövirtojen määrää. Yleisesti ottaen vastuksia on kahdenlaisia: lankavastukset ja hiilivastukset. Lankavastuksia käytetään yleensä laboratoriossa, ja ne valmistetaan kiertämällä ohutta lankaa eristeputken pinnalle. Hiilivastuksia käytetään tyypillisesti elektronisissa piireissä, ne ovat sylinterimäisiä ja niissä on langat molemmissa päissä. Hiilivastuksen resistanssin arvo ilmaistaan ​​värikoodilla ja näytetään vastuksen pinnalla.

Vastuksen resistanssin arvo voidaan selvittää tulkitsemalla vastuksen värikoodia. Ymmärtääksesi tämän, katso ensin seuraavaa taulukkoa ja tutki sitten esimerkkiongelmaa vastuksen resistanssin arvon määrittämiseksi.

Lue lisää

Artikkeli sarjassa olevista vastuksista

Jos vastukset on kytketty kuvassa esitetyllä tavalla, vastukset on järjestetty sarjaan. Kyseinen vastus tai sähköinen vastus voi olla vastuskomponenttien, valojen tai muun sähköisen vastuksen muodossa.

Sähkövaraus liikkuu vastuksen 1 (R) läpi₁) = sähkövaraus liikkuu vastuksen 2 (R) läpi₂) = sähkövaraus liikkuu vastuksen 3 (R) läpi₃). Sähkövirta (I) on sähkövaraus, joka virtaa tietyn aikavälin (I = Q / t) aikana, joten vastuksen 1 läpi kulkeva sähkövirta (I₁) = vastuksen 2 läpi kulkeva sähkövirta (I₂) = vastuksen 3 läpi kulkeva sähkövirta (I₃). Matemaattisesti kokonaissähkövirta (I) = I₁ I =₂ I =₃.

Lue lisää

Sähkövastuksen yhtälö

Ohmin lain aihepiirissä on johdettu kaava, joka ilmaisee jännitteen ( V), sähkövirran (I) ja sähköisen resistanssin (R) välisen suhteen. Matemaattisesti yhtälöillä ilmaistuna:

Tämä yhtälö osoittaa, että sähkövastus (R) on suoraan verrannollinen sähköjännitteeseen (V) ja kääntäen verrannollinen sähkövirtaan (I). Jos verkkojännite on suurempi, sähkövastus kasvaa. Toisaalta, mitä voimakkaampi sähkövirta, sitä suurempi sähkövastus kasvaa. Tämä yhtälö selittää Ohmin lain vain, kun sähkövastus (R) on vakio. Jos sähkövastus ei ole vakio, tämä yhtälö ei selitä Ohmin lakia, mutta selittää johtimen resistanssin.

Lue lisää

Artikkeli vastuksista rinnakkain

Jos vastukset on kytketty kuvan mukaisesti, vastukset on kytketty rinnan.

Liitoskohtaan tuleva sähkövirta (sähkövirta = sähkövaraus, joka virtaa tietyn aikavälin aikana) on sama kuin liitoskohdasta lähtevä sähkövirta. Liitoskohtia on useita, joten kokonaissähkövirta = kussakin liitoskohdassa virtaavan sähkövirran määrä. Matemaattisesti I = I1 + I2 ₊ I3 _. Sähköpotentiaali _- ero eli sähköjännite jokaisessa liitoskohdassa on kuitenkin sama.

I = V/R, joten yllä oleva yhtälö muuttuu muotoon I = V/R1 ₊ V/R2 ₊ V/R3 _. Sähköjännite on sama, joten tämä yhtälö muuttuu muotoon I = V(1/R1 ₊ 1/R2 ₊ 1/R3 ₎ . Jos ekvivalenttiresistanssi on 1/R, niin I = V(1/R). Näin ollen 1/R = 1/R1 ₊ 1/R2 ₊ 1/ _R3.

Lue lisää

Artikkeli sähkömotorisen voiman lähteestä (EMF) Sisäinen vastus Liitinjännite

Sähkövirta kulkee suljetussa piirissä korkeapotentiaalista matalapotentiaaliin. Kun sähkövirta kulkee sähkövastuksen komponentin läpi, sähköpotentiaalienergia vähenee , koska sähköenergiaa kuluu tähän vastukseen. Jotta sähkövirta voi jatkaa virtaamista korkeapotentiaalista matalapotentiaaliin,

Sähköpotentiaalienergian lisäämiseksi on oltava laite. Työkalu on sähkömotorinen voima (EMF) tai tarkemmin sanottuna sähköjännitelähde. EMF eli jännitelähde on komponentti, joka muuntaa tietyn tyyppistä energiaa sähköenergiaksi, kuten paristot, aurinkokennot tai sähkögeneraattorit.

Lue lisää

Sähkömagneettiset kentät sarjassa ja rinnan

Jos kuvassa on esitetty kaksi tai useampia sähkömotorisia lähteitä (EMF), ne on kytketty sarjaan.

Vastaava jännitelähde (ε) on:

ε = ε1 + _ε2 + _εn​

Vastaava sisäinen vastus (r) on:

r = _r1 + _r2 + _rn

Ulkoisen vastuksen (R) läpi kulkeva sähkövirta on:

Lue lisää

Kirchhoffin ensimmäinen sääntö, jota kutsutaan myös liitoskohdan säännöksi, toteaa, että liitoskohtaan tuleva sähkövirta on sama kuin liitoskohdasta lähtevä sähkövirta. Sähköpiirin liitoskohta on piste, jossa kaksi tai useampi kahdesta johtimesta kohtaa, kuten piste a viereisessä kuvassa.

I on liitoskohtaan tuleva sähkövirta, kun taas _I1 ja _I2 ovat liitoskohdasta poistuvat sähkövirrat, I = I1 ₊ I2 _. Toinen esimerkki, katso alla olevaa kuvaa.

Lue lisää

Kirchhoffin toinen sääntö sanoo, että sähköpotentiaalin muutos suljetun piirin kehällä on nolla. Kirchhoffin toinen sääntö perustuu energian säilymislakiin, jonka mukaan energia on ikuista.

Ymmärtääksesi tämän paremmin, kuvittele sähkövarauksen liikkuvan suljetussa virtapiirissä, kuten kuvassa. Kun sähkövaraus kulkee sähkövastus (R) sähköinen potentiaalienergia pienenee, koska sitä käytetään näihin vastuksiin. Jos sähkövaraus kulkee toisen sähkövastuksen läpi, sähköpotentiaalienergia pienenee jälleen, koska sitä käytetään uudelleen vastukseen. Lisäksi, kun sähkövaraus kulkee jännitelähteen läpi matalasta potentiaalista korkeaan potentiaaliin, sähköpotentiaalienergia kasvaa. Kun se palaa alkuperäiseen pisteeseensä, sähköpotentiaalienergia on sama kuin aiemmin, jossa sähköpotentiaalienergian muutos on nolla. Kun käytetään Kirchhoffn toinen sähköpiirin sääntö on, että käytämme sähköjännitteen muutosta, emme sähköpotentiaalienergian muutosta.

Lue lisää

Sähkötehon määritelmä

Työssä opittu teho ja energia määritetään tietyn aikavälin aikana tehdynä työnä. Työ on energianmuutosprosessi, joten teho voidaan ymmärtää tietyn aikavälin aikana tapahtuvana energian muutoksena.

Sähköteho on sähköenergian muutos tietyn aikavälin aikana. Sähköpotentiaalin katsauksessa selitetään, että sähköpotentiaalienergian muutoksia tapahtuu, kun sähkövaraus kulkee sähköpotentiaali- eron läpi.

Lue lisää