Alapvető fizika oktatóanyagok

Cikk az ellenállásról

Az elektromos árammal kapcsolatban az elektromos áram sűrűségét már tárgyaltuk, így az elektromos mezőt is ismertettük az elektromos mezőről szóló témában. Az elektromos mező és az elektromos áram akkor van jelen a vezetőben, ha a vezetőben potenciálkülönbség van, míg ha nincs potenciálkülönbség, akkor nincs elektromos mező és elektromos áram sem.

Szinte minden fémvezetőben az elektromos tér egyenesen arányos az elektromos áram sűrűségével, ahol az elektromos tér és az elektromos áram sűrűségének aránya állandó. Az elektromos tér és az áramsűrűség viszonyát ellenállásnak nevezzük. Matematikailag az elektromos tér, az áramsűrűség és az ellenállás közötti kapcsolatot a következő egyenlet fejezi ki:

Részletek

Cikk az ellenállás színkódjáról

Az ellenállás az elektromos áramkör egyik alkotóeleme, amely az elektromos áramok számát szabályozza. Általánosságban kétféle ellenállás létezik, nevezetesen a huzaltekercs-ellenállások és a szénellenállások. A huzaltekercs-ellenállásokat általában laboratóriumban használják, amelyeket úgy készítenek, hogy finom huzalt tekercselnek a szigetelőcső felületére. A szénellenállásokat jellemzően elektronikus áramkörökben használják, hengeresek, és mindkét végén huzalok találhatók. A szénellenállás ellenállásának értékét színkóddal fejezik ki, és az ellenállás felületén jelenítik meg.

Egy ellenállás ellenállásának értéke az ellenállás színkódjának értelmezésével ismerhető meg. Ennek megértéséhez először nézze meg a következő táblázatot, majd tanulmányozza a példafeladatot az ellenállás ellenállásának meghatározására.

Részletek

Cikk az Ellenállásokról sorozatban

Ha az ellenállások az ábrán látható módon vannak bekötve, akkor sorba vannak kötve. A szóban forgó ellenállás vagy elektromos ellenállás lehet ellenállás-alkatrész, lámpa vagy más elektromos ellenállás formájában.

Az elektromos töltés áthalad az 1-es ellenálláson (R₁) = az elektromos töltés áthalad a 2. ellenálláson (R₂) = az elektromos töltés áthalad a 3-as ellenálláson (R₃). Elektromos áram (I) egy elektromos töltés, amely egy bizonyos időintervallum alatt áramlik (I = Q / t), ezért az 1-es ellenálláson (I₁) = a 2-as ellenálláson átfolyó elektromos áram (I₂) = a 3-as ellenálláson átfolyó elektromos áram (I₃). Matematikailag a teljes elektromos áram (I) = I₁ = I₂ = I₃.

Részletek

Az elektromos ellenállás egyenlete

Az Ohm-törvény témakörében levezettek egy képletet, amely a feszültség (V), az elektromos áram (I) és az elektromos ellenállás (R) közötti kapcsolatot írja le. Matematikailag a következő egyenletekkel fejezhető ki:

Ez az egyenlet azt mutatja, hogy az elektromos ellenállás (R) egyenesen arányos az elektromos feszültséggel (V), és fordítottan arányos az elektromos árammal (I). Ha a hálózati feszültség nagyobb, az elektromos ellenállás is növekszik, ellenkezőleg, ha az elektromos áram nagyobb, az elektromos ellenállás is nagyobb lesz. Ez az egyenlet csak akkor magyarázza meg Ohm törvényét, ha az elektromos ellenállás (R) állandó. Ha az elektromos ellenállás nem állandó, akkor ez az egyenlet nem magyarázza meg Ohm törvényét, de egy vezető ellenállását magyarázza meg.

Részletek

Párhuzamosan cikk az Ellenállásokról

Ha az ellenállások az ábrán látható módon vannak bekötve, akkor az ellenállások párhuzamosan vannak kötve.

Az átmenetbe belépő elektromos áram (elektromos áram = egy adott időintervallum alatt folyó elektromos töltés) megegyezik az onnan kilépő elektromos áram erősségével. Több átmenet létezik, így a teljes elektromos áram = az egyes átmenetekben folyó elektromos áram mennyisége. Matematikailag I = I1 ₊ I2 ₊ I3 _. Míg az elektromos potenciálkülönbség vagy elektromos feszültség minden átmenetben azonos.

I = V/R, így a fenti egyenlet I = V/R1 + V/R2 + V/R3-ra változik _. Az _elektromos feszültség _egyenlő , így az egyenlet I = V(1/R1 + 1/R2 + 1/R3)-ra változik _. Ha _az ekvivalens _ellenállás 1/R, akkor I = V(1/R). Így 1/R = 1/R1 ₊ 1/R2 ₊ 1/ _R3.

Részletek

Cikk az elektromotoros erő forrásáról (EMF) Belső ellenállás Kapocsfeszültség

Zárt körben az elektromos áram a magas potenciáltól az alacsony potenciálig folyik. Amikor az elektromos áram áthalad az elektromos ellenállás egy komponensén, az elektromos helyzeti energia csökken, mivel az elektromos energia erre az ellenállásra fordítódik. Ahhoz, hogy az elektromos áram a magas potenciáltól az alacsony potenciálig folyamatosan áramolhasson,

Kell egy eszköz az elektromos potenciális energia előállításához. Ez az eszköz egy elektromotoros erő (EMF), vagy pontosabban elektromos feszültségforrás. Az EMF vagy feszültségforrás egy olyan alkatrész, amely egy adott típusú energiát elektromos energiává alakít, például akkumulátorok, napelemek vagy áramfejlesztők.

Részletek

Soros és párhuzamos EMF-ek

Ha két vagy több elektromotoros forrás (EMF) van összekapcsolva az ábrán látható módon, akkor az EMF sorba van kötve.

Az egyenértékű feszültségforrás (ε):

ε = ε1 + _ε2 + _εn​

Az egyenértékű belső ellenállás (r):

r = _r1 + _r2 + _rn

A külső ellenálláson (R) átfolyó elektromos áram erőssége:

Részletek

Kirchhoff első szabálya, más néven a csatlakozási pont szabálya, kimondja, hogy a csatlakozási pontba belépő elektromos áram erősségű, mint az onnan kilépő elektromos áram. Az elektromos áramkör csatlakozási pontja az a pont, ahol a két vezető közül kettő vagy több találkozik, például az oldalsó ábrán látható a pont.

Az I az átmenetbe belépő elektromos áram, míg az _I1 és _I2 az átmenetből kilépő elektromos áramok, I = I1 ₊ I2 _. Egy másik példa, figyeljük meg az alábbi ábrát.

Részletek

Kirchhoff második szabálya kimondja, hogy a zárt áramkör kerületén az elektromos potenciál változása nulla. Kirchhoff második szabálya az energiamegmaradás törvényén alapul, amely kimondja, hogy az energia örök.

Hogy jobban megértsük ezt, képzeljük el az elektromos töltést egy zárt körben mozogni, ahogy az ábrán látható. Amikor egy elektromos töltés áthalad egy elektromos ellenállás (R), a elektromos potenciális energia csökken, mert ezeken az ellenállásokon használják fel. Ha az elektromos töltés egy másik elektromos ellenálláson halad át, az elektromos potenciálenergia ismét csökken, mert ismét az ellenálláson használják fel. Továbbá, amikor az elektromos töltés a feszültségforráson keresztül alacsony potenciálról magas potenciálra halad át, az elektromos potenciálenergia megnő. Amikor visszatér az eredeti pontjába, az elektromos potenciálenergia megegyezik az előzővel, ahol az elektromos potenciálenergia változása nulla. Alkalmazáskor Kirchhoffmásodik szabálya az elektromos áramkörre vonatkozóan, hogy az elektromos feszültségváltozást használjuk, nem az elektromos helyzeti energia változását.

Részletek

Az elektromos energia meghatározása

A munkában tanult teljesítményt, az energiát pedig egy bizonyos időintervallum alatt végzett munkaként határozzuk meg. A munka egy energiaváltozási folyamat, így a teljesítmény egy bizonyos időintervallum alatt bekövetkező energiaváltozásként értelmezhető.

Az elektromos teljesítmény az elektromos energia változása egy bizonyos időintervallum alatt. Az elektromos potenciál áttekintése során kifejtik, hogy az elektromos potenciálenergia változásai akkor következnek be, amikor egy elektromos töltés áthalad egy elektromos potenciálkülönbségen.

Részletek