Das Ohmsche Gesetz ist eines der Grundgesetze der Elektrizität. Es stellt eine Verbindung zwischen elektrischem Stromschlag, Spannung und Widerstand in einem elektrischen Stromkreis her. Gemäß diesem Gesetz ist der Strom durch den Widerstand proportional zur Spannung darauf und umgekehrt proportional zu seinem Widerstand. Das ohmsche Gesetz ist wie folgt formuliert:
Wo I bezeichnet die Stromstärke, U - die Spannung ist am Widerstand und R - sein Widerstand. Wenn in dieser Gleichung der Widerstand der Widerstände gleich ist und sie parallel verbunden sind, ist die Stromstärke durch jeden Widerstand gleich. Daher teilen parallel geschaltete Widerstände des gleichen Widerstands die Spannung untereinander auf, aber der Strom durch sie wird gleich sein.
Ohmsches Gesetz
Nach dem ohmschen Gesetz ist die Stromstärke, die durch einen Leiter fließt, direkt proportional zur Spannung an seinen Enden und umgekehrt proportional zum Widerstand des Leiters. Die Formel, die das ohmsche Gesetz beschreibt, hat die Form:
- I ist die Stromstärke, gemessen in Ampere (A);
- U - die in Volt (V) gemessene Spannung;
- R ist der Widerstand des Leiters, gemessen in Ohm (Ω).
Das ohmsche Gesetz gilt für alle elektrischen Stromkreise, einschließlich einfacher und komplexer Widerstandsverbindungsschaltkreise. Wenn die Widerstände parallel mit dem gleichen Widerstand verbunden sind, ist die Stromstärke durch jeden Widerstand gleich.
Wenn die Widerstände parallel verbunden sind, kann der Gesamtwiderstand der Schaltung anhand der Formel berechnet werden:
wobei R1, R2, . Rn - widerstände parallel geschalteter Widerstände.
Das Ohmsche Gesetz ist die Grundlage für das Verständnis und Studium elektrischer Phänomene und hat eine breite Anwendung in verschiedenen Bereichen, einschließlich Elektrotechnik und Elektronik.
Widerstand und Strom
Nach dem ohmschen Gesetz ist die Stromstärke (I) direkt proportional zur Spannung (V) an den Enden des Widerstands und umgekehrt proportional zu seinem Widerstand (R). Es ist also möglich, eine Formel zur Berechnung der Stromstärke auszudrücken:
Wenn mehrere parallel geschaltete Widerstände des gleichen Widerstands in der Schaltung vorhanden sind, ist die Stromstärke durch jeden von ihnen gleich. Dies liegt daran, dass der elektrische Widerstand der Verbindung in einer parallelen Verbindung kleiner ist als der Widerstand jedes einzelnen Widerstands, und daher wird der gesamte Strom gleichmäßig zwischen ihnen verteilt.
Wenn beispielsweise zwei Widerstände mit dem gleichen Widerstand in der Schaltung vorhanden sind und die Stromstärke, die durch die Schaltung fließt, gleich I ist, dann ist die Stromstärke, die durch jeden der Widerstände fließt, ebenfalls I/2.
Somit ist der Strom durch jeden einzelnen Widerstand in der Parallelschaltung der Widerstände gleich, und der Gesamtstrom, der durch die gesamte Schaltung fließt, entspricht der Summe der Ströme, die durch jeden Widerstand fließen.
Parallelschaltung von Widerständen
Der Vorteil der parallelen Verbindung von Widerständen besteht darin, dass der Gesamtwiderstand der Schaltung abnimmt. Wenn die Widerstände parallel verbunden sind, stapeln sich ihre Widerstände umgekehrt proportional. Wenn wir zum Beispiel zwei Widerstände des gleichen Widerstands haben, addieren sich ihre Widerstände und der Gesamtwiderstand ist doppelt so groß wie jeder Widerstand separat.
Auch wenn die Widerstände parallel miteinander verbunden sind, wird der Strom in der Schaltung zwischen ihnen verteilt. Jeder Widerstand hat seinen eigenen Strom, der proportional zu seinem Widerstand ist. Die Summe der Ströme durch jeden Widerstand entspricht dem Gesamtstrom in der Schaltung.
Eine parallele Verbindung von Widerständen wird häufig in elektrischen Schaltungen verwendet, in denen eine Stromtrennung erforderlich ist. Zum Beispiel in einem Spannungsteiler, bei dem Widerstände verwendet werden, um bestimmte Spannungen zu erzeugen, oder in Messkreisen, in denen Widerstände verwendet werden, um bekannte Widerstandswerte zu erzeugen.
Gleichmäßiger Widerstand
Die Gleichmäßigkeit des Widerstands in der Parallelschaltung der Widerstände ist eine wichtige Voraussetzung für die Anwendung des Ohmschen Gesetzes. Wenn die Widerstände die gleiche Leitfähigkeit haben, wird der Gesamtstrom an allen Widerständen gleichmäßig verteilt und jeder Widerstand erhält den gleichen Bruchteil des Gesamtstroms.
Die Verwendung von gleichförmigen Widerstandswiderständen in parallelen Schaltungen bietet eine bequeme Möglichkeit, den Gesamtstrom zu erhöhen. Gleichzeitig erhöht jeder Widerstand den Gesamtstrom gemäß dem ohmschen Gesetz und trägt zum gesamten elektrischen Widerstand der Schaltung bei.
Stromabhängigkeit von Spannung
Das ohmsche Gesetz stellt eine direkte Beziehung zwischen dem Strom, der durch den Widerstand fließt, und der Spannung, die an diesen Widerstand angelegt wird, her. Wenn der Widerstand einen konstanten Widerstand hat, dann wird je höher die Spannung, desto mehr Strom durch sie fließen.
Mathematisch wird diese Abhängigkeit durch die folgende Formel ausgedrückt:
I = U / R
wo I - strom (in Ampere), U - spannung (in Volt), R - widerstand des Widerstands (in Ohm).
Wenn also der Widerstand konstant bleibt, steigt auch der Strom durch den Widerstand an, wenn die Spannung ansteigt. Diese Abhängigkeit kann mit einer Tabelle veranschaulicht werden:
| Spannung (U), V | Widerstand (R), Ohm | Strom (I), A |
|---|---|---|
| 2 | 1 | 2 |
| 4 | 1 | 4 |
| 6 | 1 | 6 |
Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, erhöht sich der Strom, wenn die Spannung zweimal ansteigt, ebenfalls um das Doppelte. Dies ist ein klarer Beweis für die Gerechtigkeit des Ohmschen Gesetzes und ermöglicht es Ihnen, den an den Widerstand zugeführten Strom durch Änderung der Spannung zu regulieren.
Ohmsches Gesetz für parallel geschaltete Widerstände
Wenn die Widerstände parallel mit dem gleichen Widerstand verbunden sind, ist der Strom, der durch jeden von ihnen fließt, gleich. Dieses Phänomen wird nach dem Ohmschen Gesetz erklärt.
Das ohmsche Gesetz besagt, dass die Stromstärke, die durch einen Stromkreis fließt, proportional zur Spannung in diesem Stromkreis ist und umgekehrt proportional zum Widerstand ist. Bei parallelen Widerständen bedeutet dies, dass die elektrische Spannung an jedem gleich ist.
Jeder Widerstand innerhalb der Parallelschaltung bietet seinen eigenen Widerstand an, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Änderung der Stromstärke erhöht wird. Bei identischen Widerständen wird der Strom jedoch so zwischen den Widerständen aufgeteilt, dass der durch jeden Widerstand fließende Strom gleich ist.
Dies kann wie folgt erklärt werden: wenn die Widerstände parallel verbunden sind, bleibt die Spannung an jedem von ihnen konstant und entspricht der Spannung an der Stromversorgung. Der Widerstand jedes Widerstands bleibt unverändert, und nach dem ohmschen Gesetz ist die Stromstärke durch die Widerstände gleich.
Das ohmsche Gesetz für parallel geschaltete Widerstände besagt daher, dass der Strom durch jeden Widerstand gleich ist, vorausgesetzt, die Widerstände haben den gleichen Widerstand.
Beispiele für die Verwendung des Ohmschen Gesetzes
- Schaltplan: Das Ohmsche Gesetz wird verwendet, um elektrische Schaltungen zu berechnen und zu analysieren. Es ermöglicht Ihnen, den Strom im Stromkreis, den Widerstand der Elemente und die Spannung an verschiedenen Teilen des Stromkreises zu bestimmen.
- Elektronik: In elektronischen Geräten wie Telefonen, Computern und Fernsehern wird das ohmsche Gesetz verwendet, um Strom, Widerstand und Leistung für den ordnungsgemäßen Betrieb elektrischer Komponenten zu bestimmen.
- elektrische Leitung: Das ohmsche Gesetz erlaubt es, den Widerstand von elektrischen Drähten zu bestimmen, was für die korrekte Übertragung von elektrischer Energie ohne Verlust wichtig ist.
- Stromnetz: In Stromversorgungsnetzen ermöglicht die Anwendung des Ohmschen Gesetzes, den Stromverbrauch verschiedener Geräte zu berechnen und eine effiziente und sichere Energieversorgung zu gewährleisten.
- Solarbatterie: Das Ohmsche Gesetz wird verwendet, um den Widerstand von Sonnenkollektoren zu bestimmen und die von Sonnenkollektoren erzeugte elektrische Leistung zu berechnen.
All diese Beispiele zeigen die breite Anwendung des Ohmschen Gesetzes und seine Bedeutung für das Verständnis und die Steuerung elektrischer Schaltungen und Geräte. Die Kenntnis des Ohmschen Gesetzes ermöglicht es Ingenieuren und Elektrikern, elektrische Systeme und Geräte effizient zu entwerfen, zu bauen und zu warten.
Folgerungen
Wenn Sie das ohmsche Gesetz studieren und es auf parallel geschaltete Widerstände desselben Widerstands anwenden, können Sie mehrere Schlussfolgerungen ziehen:
1. Der Strom, der durch jeden Widerstand fließt, ist gleich. Dies liegt daran, dass die Spannung an jedem Widerstand in der Parallelschaltung der Widerstände gleich ist, was bedeutet, dass die durch den Widerstand fließende Stromstärke nur durch ihren Widerstand und das ohmsche Gesetz bestimmt wird.
2. Der Gesamtstrom, der durch parallel geschaltete Widerstände fließt, entspricht der Summe der Ströme, die durch jeden Widerstand fließen. Dies folgt dem Gesetz zur Erhaltung der elektrischen Ladung - der ankommende Strom muss dem Ausgehenden entsprechen.
3. Der Widerstand der parallelen Verbindung von Widerständen wird nach der Formel berechnet: 1 / RDampf = 1 / R1 + 1 / R2 + . + 1 / Rn, wobei RDampf - gesamtwiderstand, R1, R2, . Rn - die Widerstände jedes Widerstands. Je größer der Widerstand jedes Widerstands ist, desto geringer ist der Gesamtwiderstand der Parallelverbindung.
4. In parallelen Schaltungen, deren Widerstand identisch ist, ist der Gesamtwiderstand gleich dem Widerstand jedes Widerstands geteilt durch die Anzahl der parallel geschalteten Widerstände.
