Цахилгаан хэлхээ бүрдүүлэгч

элементүүд, эсэргүүцэл

Цахилгаан хэлхээний онол I

Судлах зүйл

Цахилгаан хэлхээ бүрдүүлэгч

элементүүдийг судлах, эсэргүүцлийн цуваа

зэрэгцээ холболт, дамжуулагч,потенциалын

харилцан хамаарал, хэлхээний хүчдэл

хуваагдалыг судлах

Цахилгаан хэлхээний онол

Цахилгаан хэлхээг бүрэлдүүлэгч бүрэлдэхүүн

хэсгүүд:

• Хүчдэл эсвэл гүйдлийн үүсгүүр

• Хэрэглэгч эсвэл ачаа

• Хүчдэлийн үүсгүүр болон ачааг

холбох холбогч

• Хэлхээг нээх болон хаах

унтраалга

Хэлхээний схемийг зурахдаа схемийг

бүрэлдүүлэгч хэсгүүүдийг стандарт

тэмдэглээнүүдээр тэмдэглэнэ. Дараах зургийн

дагуу хэлхээний схем дээр тэмдэглэгээг

тавина. Нэмэлтээр гүйдлийн чиглэл болон

үүсгүүрийн хүчдэлийн чиглэлийг тэмдэглэнэ.

Унтраалга

АчааХүчдэлийнүүсгүүр

Хүчдэлийг хэмжихЦахилгаан хүчдэлийг Вольтметрээр хэмжинэ.

Вольтметрийн хэлхээн тэмдэглэгээг доорх зурагттэмдэглэв. Жишээ нь: Аналог Вольтметрээравтомашины моторын хүчдэлийг хэмжинэ. Доорхзурагт вольтметрийн хэлхээн тэмдэглэлээг (зүүн талынзураг) харуулав. Вольтметрээр хүчдэлийг хэмжихбөгөөд бусад хэмжилтийг мультметрээр (баруун талынзураг) хэмжинэ.

Вольтметрийг хэлхээнд зэрэгцээгээр холбож

хэмжилтийг хийнэ. Дараах хэлхээнд ачаан дахь

хүчдэлийг хэмжихдээ вольтметруудыг хэрхэн

холбох холболтуудыг үзүүлэв.

Äîîð õ¿чäýëèéí ººð ººð ò¿âøèí õýìæèõâîëüòìåòð õîëáîñîí ýíãèéí õýëõýýã õàðóóëñàí.Ýíý õýëõýýíèé äèàãðàì õ¿чäýëèéã òóõàéí àãøèíäáóþó ò¿ëõ¿¿ð äýýð óíàõ, ãýðýë äýýð óíàõ õ¿чäýëìºí îðîëòûí õ¿чäýëèéã òóñ òóñä íь õýìæèõèéãõàðóóëñàí áàéíà

Гүйдлийг хэмжих

Шууд гүйдлийн хэмжилт

Цахилгаан гүйдлийг амперметерээр хэмжинэ.Амперметерийн хэлхээн тэмдэглэгээ доорх зурагтхаруулав. Хүчдэлийн хэмжилтийн горим болонамперметрийн ажиллах горимын хэмжилтийнмужийг мультметрээр шалгаж үзнэ.

Амперметр нь Вольтметрээс ялгаатай бахэлхээнд цуваагаар холбоно

Гүйдлийг хэмжихдээ

амперметрээр шууд хэмжих хэрэгтэй. Тийм

учраас хэлхээг хийхдээ завсар гаргаж өгдөг

бөгөөд амперметрийг энэ зайнд холбож

өгдөг. Амперметрийг зэрэгцээ холбож

гүйдлийг хэмжинэ. Хэлхээнд амперметрийн

холболтыг жишээ болгон харуулав.

Шууд бус гүйдлийн хэмжилт

Зүүн гар талын зурагт апмерметрийгашиглан гүйдлийг шууд хэмжихийг харуулав,харин баруун гар талын зурагт вольтметрболон шунтын эсэргүүцэл RM –г ашиглангүйдлийн шууд бус хэмжилтийг хийнэ.

Цахилгаан эсэргүүцэлАтомын торон дахь чөлөөт цэнэг зөөгчдийн

урсгал нь дамжуулагчаар урсан өнгөрөхдөө өөрхоорондоо мөргөлдөснөөр чөлөөт электронычиглэл нь хазайж удааширна. Ингэснээрдамжуулагчаар урсаж буй цахилгаан гүйдэл ньэсэргүүцэлтэй тулгарна.

Aтом

Чөлөөт электрон

Мөргөлтүүд

Дамжуулагч нь эсэргүүцэл багатай бол

гүйдлийг сайн дамжуулна. Эсэргүүцлийн

хэмжээг Ом нэгжээр хэмжих бөгөөд Герман

физикч Георг Симон Омын нэрээр нэрлэжээ.

Эсэргүүцлийн урвуу хэмжигдхүүнийг

цахилгаан дамжуулал гэнэ.

Цахилгааны эсэргүүцлийн (R) нэгж нь Ом (W) юм.

Цахилгаан дамжуулалын нэгж нь Siemens юм.

Цахилгаан дамжуулалын нэгжийг Германы

инженер Werner von Siemens нэрээр нэрлэсэн.

Бага эсэргүүцэлтэй материал нь цахилгаан

дамжуулал ихтэй байна.

L урттай А хөндлөн огтлолын талбайтайдамжуулагч металлын цахилгаан гүйдэлдамжуулах чадвар буюу эсэргүүцлийг дараахтомъёогоор тодорхойлно.

ρ – тогтмол тоо бөгөөд дамжуулагчматериалын хувийн эсэргүүцэл, l –дамжуулагчийн урт, А – хөндлөн огтлололынталбай. Жишээ нь: мөнгөний хувийн эсэргүүцэлнь 0.0167 W •мм2/м, зэсний хувийн эсэргүүцэл0.0178 W•мм2/м байна.

Эсэргүүцэгчийн хийц

• Цахилгаан дамжуулагчийн онцлогоосхамааран электроны урсгал нь удааширна.Өөрөөр хэлбэл электроны урсгалд саад болногэсэн үг юм. Үүнийг нэг үгээр цахилгаандамжуулагчийн эсэргүүцэл гэнэ.

• Дамжуулагчийн бүрэлдэхүүн хэсгийгашиглана. Энэ бүрэлдхүүн хэсэг ньэсэргүүцэгчээс хамаарах бөгөөд энэбүрэлдэхүүн хэсэг нь эсэргүүцлийг нарийнтодорхойлно.

Эсэргүүцлийн төрлүүдийн тэмдэглэгээг үзүүлэв

Үндсэнэсэргүүцэл

Хувьсахэсэргүүцэл

Потенциометр

Металл хальсан эсэргүүцэгч нь 5бүслүүрээр кодлогддог. Эхний 3н бүслүүрнь 10-ын утгыг илэрхийлнэ, 4 дэхь бүслүүрнь үржвэр, 5 дахь бүслүүр нь нарийвчлалыгтус тус илэрхийлнэ. Нарийвчлал өндөртэйэсэргүүцэгчүүд 6 бүслүүртэй байдаг. Энэтохиолдолд хамгийн эхний бүслүүр нь зуут,дараа нь аравт, дараа нь нэгж, тэгээдүржвэр, хамгийн сүүлд нарийвчлал болонтемпературын коэффициент байна

Эсэргүүцлийн өнгөт бүслүүр буюу өнгөн код

Өнгө 1-р аравт 2-р аравт Үржвэр

Мөнгө ---- ---- 10-2

Алт ---- ---- 10-1

Хар ---- 0 1

Хүрэн 1 1 10

Улаан 2 2 102

Улбар шар 3 3 103

Шар 4 4 104

Ногоон 5 5 105

Цэнхэр 6 6 106

Ягаан 7 7 107

Саарал 8 8 108

Цагаан 9 9 109

Өнгөт бүслүүрийн нарийвчлалыг дарааххүснэгтээс жагсаан бичив

Өнгө Алдаа

Өнгөгүй ±20%

Мөнгө ±10%

Алт ±5%

Хүрэн ±1%

Улаан ±2%

Ногоон ±0.5%

Цэнхэр ±0.25%

Ягаан ±0.1%

Омын хуульАливаа дамжуулагчийн эсэргүүцлийг түүнд

өгч байгаа хүчдэл болон гүйдлээр тодорхойлжболдгийг нээсэн байна. Үүнийг Омын хуульгэнэ.

U хүчдэлийн хэмжээ ихсэхэд I гүйдлийн хэмжээихсэх бөгөөд R-ийн хэмжээ буурна. Гүйдэл нь хүчдэлээсшууд хамаарах бөгөөд эсэргүүцлээс урвуу хамааралтай.

Омын хуулийг илэрхийлвэл:

Эндээс хүчдэл U-г олбол:

Эсэргүүцлийг хүчдэл болон

гүйдлээр илэрхийлвэл:

Эсэргүүцлийг цуваа холбох

Хэрвээ цахилгаан тэжээлтэй хэдэн (гурван)

эсэргүүцэгчийг цуваа холбовол бид доорхи

хэлхээний дагуу холбоно.

Хэрвээ амперметрийг ашиглан хэлхээний өөр өөр

хэсэгт гүйдлийн хэмжилтийг хийвэл хэмжилтийн

утга нь ижил байна. Дээрх жишээн дээр I1 = I2 байна.

Цуваа холбогдсон өөр өөр эсэргүүцэлтэй

эсэргүүцэгчүүдээр яг ижил гүйдэл гүйнэ.

Цуваа 3 эсэргүүцэгч дээр унаж буй нийт хүчдэл

буюу эсэргүүцэгч дээр унаж буй хүчдэлтэй тэнцүү.

Кирхгофын 2-р хууль

Гүйдэл болон эсэргүүцлийн хэмжээнээс Омын

хуулийг ашиглан эсэргүүцэгч бүр дээрх хүчдэлийн

уналтыг тооцвол:

Салаалсан хэлхээний битүү хүрээний хэсэг тус бүр

дээрх хүчдэлийн уналтуудын нийлбэр тэр хүрээнд

агуулагдаж байгаа нийт хүчдэлийн алгебр

нийлбэртэй тэнцүү.

Цуваа холбогдсон нийт эсэргүүцлийн

хэмжээг Rtot ашиглан бүрэн хэлхээний Омын

хуулиас хүчдэлийг олбол:

Эсэргүүцэл тус бүр дээр унах хүчдэлийг Омынхууль болон Кирхгофын хуулийг ашигланилэрхийлвэл:

Цуваа 3н эсэргүүцэгчийн нийт эсэргүүцэл буюу

эквивалент эсэргүүцэл нь гурван эсэргүүцлийн

нийлбэртэй тэнцүү байна

Хэлхээгээр гүйх гүйдэл нь цуваа холбогдсон

эсэргүүцлүүд дээр ижил байна.

Жишээ: Цуваа холбогдсон 3

эсэргүүцлийн хэмжээ нь харгалзан R1 = 10

W, R2 = 40 W болон R3 = 50 W бөгөөд

хүчдэл U = 10. Хэлхээний нийт эсэргүүцэл

Rtot = 100 W ба гүйдэл I = U/Rtot = 0.1 A.

Эсэргүүцэл тус бүр дээр унах хүчдэл нь U1

= I•R1 = 1 В, U2 = I•R2 = 4 В, U3 = I•R3 = 5

В.

Эсэргүүцлийг зэрэгцээ холбох

Хэлхээнд эсэргүүцлийг цуваа холбох нь цорынганц арга биш юм. Хэлхээнд эсэргүүцлийгзэрэгцээгээр (шунтын холболт) холбох бөгөөдхэлхээгээр гүйдэл нь зангилаа цэг бүрээр гүйнэ.Нийт гүйдэл нь В зангилаа цэгээр хуваагдан I1, I2болон I3 гүйх бөгөөд гүйдэл нь дахин нийлэнхэлхээгээр урсана.

Эсэргүүцлийг зэрэгцээгээр холбосон үед

эсэргүүцэгч дээр унах хүчдэл нь ижил байна.

Кирхгофын 1-р хууль:

Эсэргүүцлийг зэрэгцээ холбосон үед хэлхээний

зангилаа цэгт орж, гарч байгаа гүйдлүүдийн нийлбэр

хэлхээний нийт гүйдэлтэй тэнцүү.

Омын хууль ёсоор зэрэгцээ холбогдсонэсэргүүцлүүд нь хоорондоо тэнцүү байна.Эндээс дараах тэгшитгэл гарах бөгөөд зэрэгцээхолбогдсон эсэргүүцэл дээр үндэслэнКирхгофын 1-р хуулийн хувилбар гардаг.

Rtot- зэрэгцээ хэлхээний нийт эсэргүүцэл(эквивалент эсэргүүцэл). Эндээс тэгшитгэлийн 2талыг хүчдэл U-д хуваавал хэлхээний эсэргүүцлийнхамаарал нь:

Энэхүү эсэргүүцлийн урвуу хэмжигдхүүн нь

цахилгаан дамжуулалт гэдэг ойлголт юм.

Хэлхээний нийт дамжуулалыг олбол:

Зэрэгцээ холболттой дамжууллын нийлбэр нь нийт

дамжуулалтай тэнцүү байна. Мөн цахилгаан

дамжуулалтуудийн нийлбэр ерөнхий

дамжуулалттай тэнцүү байна.

Хэлхээний зангилаа цэгээр гүйж байгаа гүйдэл

зэрэгцээ холбосон эсэргүүцэлд урвуу

пропорциональ байна.

Жишээ: R1 = 20 Ом, R2 = 30 Ом болон R3 = 60

Ом эсэргүүцлүүдийг хэлхээнд зэрэгцээгээр холбов.

Хэлхээ нь хүчдэл U = 10 В. Одоо хэлхээн нийт

эсэргүүцлийг олъё.

Омын хууль ёсоор нийт гүйдэл нь I = 10 V/10

Ом= 1A, хэлхээний зангилаа цэгийн гүйдэл нь:

Хэлхээнд эсэргүүцэгчийг зэрэгцээ

болон цуваагаар хослуулан холбох

Хэлхээнд заримдаа эсэргүүүцлийг цуваа болон

зэрэгцээгээр нэгтгэн холбодог. Жишээ нь: дараах

зурагт гурван эсэргүүцэгчийг цуваа болон

зэрэгцээгээр холбов.

Хэлхээн дэх нийт эсэргүүцэгчийг тооцно.А. 1-рт: R1 болон R2 эсэргүүцэгчийгзэрэгцээгээр холбох бөгөөд 2 эсэргүүцэгчийннийт эсэргүүцлийн хэмжээг R1||2тодорхойлно. Дараа нь R1||2-ийг цуваа холбохбөгөөд R3-г тодорхойлно. Омын хуулийгүндэслэн хэлхээний хүчдэл U тодорхойлох бадараа нь гүйдэл I3 болон U3-гтодорхойлно. Хүчдэл U12 ,U ,U3 гүйдэл I1болон I2-г Омын хуулийг дагуу тодорхойлно.

Жишээ: U = 10 В, R1 = 10 Ом, R2 = 40 Ом

,R3 = 12 Ом. Нийт эсэргүүцлийг

тодорхойлбол:

Хүчдэл болон гүйдлийг олъё:

Хэлхээний хувьд b) R2 болон R3

эсэргүүцлийг цуваа холбох бөгөөд нийт

эсэргүүцлийг R2-3- тодорхойлно. Дараа нь R1

болон R2-3 зэрэгцээ холболтоос нийт

эсэргүүцэл R-н хэмжээг олно.

Жишээ нь: U = 10 В, R1 = 50 Ом, R2 = 10 Омболон R3 = 40 Ом. Нийт эсэргүүцлийн хэмжээголбол:

Гүйдэл болон хүчдэлийн олох

Цуваа холбогдсон 2 эсэргүүцэгч маань

хүчдэлийг ямар нэг хэмжээгээр багасаж

гаргадаг хүчдэл хуваагч гэдэг төхөөрөмж

болдог байна. Хүчдэл хуваагчид хүчдэл өгч

байгаа талыг оролт, багассан хүчдэлийн гарч

байгаа талыг гаралт гэж нэрлэнэ.

Ачаалалгүй хүчдэл хуваагч

Хэлхээний хүчдэл хуваагчийг томъёолбол:

Омын хуулиас хүчдэл хуваагч дахь

гүйдлийг олбол:

2 эсэргүүцэгч дээр унах хүчдэл нь:

Хэрвээ дээрх 2 тэгшитгэлээс гүйдлийг орлуулбал

дараах хүчдэл хуваагчийн тэгшитгэл гарна:

Анхаарал хандуулсанд баярлалаа