Die Stromstärke, die durch den Widerstand fließt, ändert sich nicht - dies ist eines der physikalischen Gesetze, das auf der Grundlage der Gesetze von Ohm und Kirchhof erklärt wird. Nach dem ohmschen Gesetz ist die Stromstärke durch den Widerstand proportional zur Spannung, und nach dem Kirchhoff-Gesetz ist die algebraische Summe der Ströme an den Knoten eines elektrischen Stromkreises Null.
Der Signalweg in einem elektrischen Stromkreis verbindet die Stromknoten, das Gegenteil der Strömungsrichtung verschiedener Ladungen. Daher ändert sich der Strom, der durch den Widerstand fließt, nicht, da die Menge der ein- und ausgehenden Ladung gleich ist.
Das Prinzip der Erhaltung der elektrischen Ladung spielt auch eine wichtige Rolle bei der Erklärung dieses physikalischen Gesetzes. Die Ladung im elektrischen Stromkreis bleibt erhalten, da sie nirgendwo entsteht oder verschwindet. Daraus folgt, dass die Stromstärke, die durch den Widerstand fließt, unverändert bleibt.
Dieses physikalische Gesetz ist für die Durchführung und Berechnung von elektrischen Stromkreisen unerlässlich. Es ermöglicht Ihnen, die Stromstärke vorherzusagen, die bei bekannten Spannungs- und Widerstandswerten durch den Widerstand fließt. Dies ermöglicht es Ingenieuren und Designern, Widerstände in einer Vielzahl von elektrischen Geräten und Systemen effizient zu verwenden.
Stromstärke, die durch den Widerstand fließt
Nach dem physikalischen Gesetz bleibt die Stromstärke, die durch den Widerstand fließt, bei einer konstanten Spannung an seinen Anschlüssen unverändert. Dies ist eine Folge des Ohmschen Gesetzes, das eine direkte Proportionalität zwischen Strom und Spannung in einem elektrischen Stromkreis festlegt, wenn der Widerstand des Stromkreises konstant bleibt.
Wenn sich also der Widerstandswert des Widerstands nicht ändert, bleibt auch die Stromstärke, die durch ihn fließt, unverändert. Dies bedeutet, dass, wenn die Spannung am Widerstand ansteigt, die Stromstärke proportional ansteigt und umgekehrt.
Dieses Verhalten der Stromstärke kann anhand der Wechselwirkung elektrischer Ladungen im Widerstand erklärt werden. Die angelegte Spannung führt zur Übertragung von Energie von der Stromversorgung zu den Elektronen im Leiter. Wenn die Elektronen durch den Widerstand gehen, kollidieren sie mit den Atomen und Molekülen des Widerstandsmaterials, was zu einem Energieverlust in Form von Wärme führt.
Dieser Prozess begrenzt die Geschwindigkeit der Bewegung von Elektronen und bestimmt dadurch die Größe des Stroms. Wenn die Spannung steigt, erhalten die Elektronen mehr Energie und kollidieren mit mehr Kraft mit den Atomen, was zu einer Erhöhung der freigesetzten Wärme und damit zu einer Erhöhung der Stromstärke führt.
Somit bleibt die Stromstärke, die durch den Widerstand fließt, bei einer konstanten Spannung an seinen Anschlüssen gemäß dem ohmschen Gesetz unverändert. Die einzige Bedingung ist die Beständigkeit des Kettenwiderstands.
Das physische Gesetz und seine offensichtliche Erklärung
Das physikalische Gesetz, das besagt, dass sich die durch den Widerstand strömende Stromstärke nicht ändert, hat eine offensichtliche Erklärung aus den Grundlagen der Elektrodynamik. Dieses Gesetz funktioniert auf der Grundlage von Konzepten wie elektrischer Spannung und Widerstand.
Der Widerstand eines Widerstands wird durch sein Material und seine geometrischen Parameter bestimmt. Wenn ein elektrischer Strom durch einen Widerstand fließt, erzeugt der Widerstand des Widerstands einen elektrischen Widerstand. Eine elektrische Spannung oder eine Potentialdifferenz bewirkt, dass sich Elektronen im Leiter bewegen. Es ist die Stromstärke, die den thermischen Effekt im Widerstand verursacht.
Aus den offensichtlichen physikalischen Gesetzen folgt, dass in einem geschlossenen elektrischen Stromkreis mit einem Widerstand, der durch den Widerstand fließt, eine konstante Stromstärke vorhanden sein muss. Wenn der Widerstand des Widerstands unverändert bleibt und die elektrische Spannung konstant ist (wie im Heimnetzwerk), dann gemäß Ohm's law (Ohmsches Gesetz) Formel: I = U/R, wobei I die Stromstärke ist, U die Spannung ist, R der Widerstand ist, die Stromstärke muss ebenfalls gleich bleiben.
Dieses Gesetz hat seine eigenen Eigenschaften, da es nur unter idealen Bedingungen gültig ist, dh unter der Annahme, dass es keine anderen externen Faktoren gibt, die den Widerstand des Widerstands beeinflussen oder die elektrische Spannung in der Schaltung verändern können.
Daher hat das physikalische Gesetz, das besagt, dass sich die durch den Widerstand strömende Stromstärke nicht ändert, eine Erklärung auf der Grundlage des ohmschen Gesetzes und der Elektrodynamik.
Abhängigkeit der Stromstärke von Widerstand und Spannung
Die Stromstärke, die durch einen Widerstand fließt, hängt von seinem Widerstand und der ihm zugewiesenen Spannung ab. Diese Abhängigkeit wird durch das ohmsche Gesetz beschrieben, das festlegt, dass die Stromstärke direkt proportional zur Spannung ist und umgekehrt proportional zum Widerstand ist.
Die Formel zur Berechnung der Stromstärke in einem Stromkreis nach dem ohmschen Gesetz lautet wie folgt:
- wobei I die Stromstärke ist (in Ampere);
- U - an den Widerstand angeschlossene Spannung (in Volt);
- R ist der Widerstand des Widerstands (in Ohm).
Somit ist die Stromstärke in der Schaltung größer, wenn die an den Widerstand angelegte Spannung ansteigt, und kleiner, wenn der Widerstand ansteigt.
Das ohmsche Gesetz erklärt die physische Natur der Abhängigkeit von Stromstärke von Widerstand und Spannung. Die angelegte Spannung führt zu elektrischen Feldern im Leiter, was die Bewegung von Elektronen verursacht. Die Kräfte dieser Felder wirken der Bewegung von Elektronen entgegen und bestimmen ihre Geschwindigkeit und Stromstärke. Der Widerstand eines Widerstands wird durch sein Material und seine Größe bestimmt und beeinflusst die Kraft des Feldes, das Elektronen ausstößt. Daher nimmt die Stromstärke ab, wenn der Widerstand zunimmt, und wenn die Spannung zunimmt, wird sie zunehmen.
Mathematischer Ausdruck des Gesetzes für einen Widerstand
Die Stromstärke, die durch den Widerstand fließt, kann durch das ohmsche Gesetz ausgedrückt werden:
I = U / R
- I - stromstärke in Ampere,
- U - spannung in Volt,
- R - widerstand des Widerstands in Ohm.
Das ohmsche Gesetz legt eine direkte Proportionalität zwischen der Stromstärke und der Spannung am Widerstand fest. Die Stromstärke nimmt ab, wenn der Widerstand zunimmt und steigt, wenn die Spannung zunimmt.
Der mathematische Ausdruck dieses Gesetzes ermöglicht es, die Stärke des durch den Widerstand strömenden Stroms bei einer bekannten Spannung und einem bekannten Widerstand genau zu bestimmen. Es ist die Grundlage für die Analyse von elektrischen Schaltungen und Berechnungen in der Elektrotechnik.
Praktische Anwendung des Gesetzes bei der Berechnung von Stromkreisen
Das Gesetz zur Erhaltung der Ladung ermöglicht es, es bei der Berechnung von Stromkreisen unter Verwendung von Widerständen anzuwenden. Wenn Sie die Stromstärke und die Spannung in der Schaltung kennen, können Sie den Widerstand des Widerstands berechnen oder die Spannung am Widerstand bestimmen.
Ein Beispiel für die praktische Anwendung des Gesetzes ist die Berechnung der Stromstärke in einem Stromkreis mit in Reihe geschalteten Widerständen. Nach Kirchhoffs Gesetz ist für solche Schaltungen die Summe der Spannungen an allen Widerständen gleich der Spannung in der Schaltung. Mit Hilfe der Stromstärke und der bekannten Widerstandswerte kann die Spannung an jedem Widerstand berechnet werden.
Ein weiteres Beispiel für die Anwendung des Gesetzes besteht darin, den Widerstand von Widerständen in parallel geschalteten Schaltungen zu berechnen. Für solche Schaltungen ist die Summe der Rückwiderstände der Widerstände gleich dem Rückwiderstand der gesamten Schaltung. Unter Verwendung der bekannten Strom- und Spannungswerte kann der Gesamtwiderstand der Schaltung und der Widerstand jedes Widerstands darin berechnet werden.
Das Gesetz zur Ladungserhaltung wird auch bei der Berechnung der gleichmäßigen Stromverteilung in einem elektrischen Stromkreis angewendet. In diesem Fall hat ein Abschnitt eines Stromkreises mit einem größeren Widerstand eine geringere Stromstärke, während ein Abschnitt mit einem kleineren Widerstand eine größere Stromstärke hat. Als Ergebnis wird der Strom gemäß dem Gesetz zur Ladungserhaltung gleichmäßig über den gesamten Stromkreis verteilt.
Practical application of Ohm's law can be seen in various electrical circuits and systems. Eine der häufigsten Anwendungen des Gesetzes ist die Berechnung des Stroms in einem Widerstand, die bei der Bestimmung der Verlustleistung und der vom Widerstand erzeugten Wärme hilft. Diese Informationen sind entscheidend für die Entwicklung und Auswahl von Widerständen für verschiedene Anwendungen, um deren ordnungsgemäße Funktion sicherzustellen und Schäden oder Ausfälle aufgrund von übermäßigem Strom zu verhindern.
Eine andere praktische Anwendung des Gesetzes besteht darin, den Widerstand eines Widerstands oder einer Gruppe von Widerständen in einer Schaltung zu bestimmen. Durch Anwendung des Ohmschen Gesetzes und Messen des Stroms und der Spannung über den Widerstand (den Widerständen) kann der Widerstand berechnet werden. Dies ist besonders nützlich bei der Fehlersuche in Schaltkreisen oder bei der Überprüfung der Qualität und der Spezifikationen von Widerständen, die in einer Schaltung verwendet werden.
Das Gesetz findet auch Anwendung beim Entwurf und der Analyse elektrischer Schaltungen, beispielsweise bei der Berechnung des Gesamtwiderstands in Reihen- und Parallelschaltungen. Durch das Verständnis der Beziehung zwischen Strom, Spannung und Widerstand können Ingenieure und Designer die Leistung von Schaltungen optimieren und sicherstellen, dass die verwendeten Komponenten für die beabsichtigte Anwendung geeignet sind.
Insgesamt erstreckt sich die praktische Anwendung des Ohmschen Gesetzes auf ein breites Spektrum elektrischer Schaltungen und Systeme und vermittelt Ingenieuren, Technikern und Bastlern ein grundlegendes Verständnis und Werkzeug im Umgang mit Elektrizität und elektrischen Geräten.
