«Ohmen legea»: berrikuspenen arteko aldeak

2.578 bytes added ,  Duela 2 urte
Etiketa: 2017 wikitestu editorearekin
Etiketa: 2017 wikitestu editorearekin
Denboran zehar, Ohm-en legea hainbat eskala desberdinetan frogatua izan da. Izan ere, XX. mendearen hasieran, uste zen Ohm-en legeak utz egingo zuela maila atomikoan, baina zenbait esperimentuk kontrakoa frogatu zuten. 2012. urtean, ikertzaileek frogatu zuten, Ohm-en legea egokia dela lau atomoko zabalera eta atomo bateko altuera duen siliziozko kableetan.
<br />
 
== Ohmen legearen triangelua ==
[[Fitxategi:Ohm's law triangle.svg|130px|thumbnail|Ohmen legearen triangelua.]]
 
[[Zirkuitu elektrikoen analisi]]an, elkartruka daitezkeen Ohmen legearen hiru adierazpen baliokide erabiltzen dira:
 
:<math display="block">I = \frac{V}{R} \quad , \quad V = IR \quad \text{eta} \quad R = \frac{V}{I}. </math>
 
[[Ekuazio|Ekuazioen]] elkartrukagarritasuna triangelu batekin irudika daiteke, non <math>V</math> ([[Tentsio (elektrizitatea)|tentsioa]]) goian jartzen den, <math>I</math> [[intentsitate elektriko]]a ezkerrean, eta <math>R</math> [[erresistentzia elektriko]]a eskuinean. Ezker eta eskuineko atalak banatzen dituen lerro bertikalak biderketa adierazten du, eta goiko eta beheko aldeak banatzen dituen lerro horizontalak zatiketa adierazten du.
 
== Zirkuituen analisia ==
 
=== Zirkuitu erresistiboak ===
[[Fitxategi:Ohm's Law with Voltage source TeX.svg|220px|thumbnail|eskuinera|Tentsio-iturri batekin eta erresistentzia batekin osatutako [[zirkuitu elektriko]] sinple bat. '''Ohmen legea'''ren arabera, <math>V=iR</math>]]
Erresistentziak Ohm-en legea jarraituz karga elektrikoaren zirkulazioa eragozten duten elementuak dira eta erresistentzia balio jakin bat (R) izateko diseinaturik egon ohi dira. Zirkuituen sisteman, erresistentzia sigi-saga itxurako sinbolo batez irudikatzen da.
 
Ohmen legea elementu erresistiboak bakarrik dituen [[zirkuitu elektriko|zirkuitu]]etan erabiltzen da —[[kapazitantzia]] edo [[induktantzia]]rik gabeko zirkuituetan—. [[Korronte zuzen]]eko zirkuituetan erabil daiteke; [[korronte alterno]]ko zirkuituetan ere erabil daiteke, baina kapazitantziarik eta induktantziarik ez dagoen kasuan soilik.
Ohm-en legea jarraitzen duen elementuei dispositibo ohmikoa deritze, izan ere, hauen R balio finkoa ezaguturik eta Ohm-en legea soilik erabiliz, hauen portaera deskriba daiteke.
 
[[Serieko zirkuitu|Seriean]] edo [[paraleloko zirkuitu|paraleloan]] konektatuta dauden erresistentziak ''erresistentzia baliokide'' bakar batez ordezka daitezke [[zirkuitu elektrikoen analisi]]a egitean
Ohm-en legea elementu erresistiboak soilik dituen ( ez elementu induktibo ez kapazitiborik) zirkuituetan erabiltzen da, korrontea edozein izanda ere. Hau da, berdin du korronte zuzeneko (CC) edo korronte alternoko (CA) zirkuitua den.
:<math display="block"> I=\frac{V}{R} </math><math>I \,</math> [[Intentsitate elektriko|intentsitate]]a [[Ampere|amperetan]] (A),
:<math>V \,</math> [[Tentsio (elektrizitatea)|potentzial elektrikoaren diferentzia]] [[volt]]etan (V) eta
:<math>R \,</math> [[erresistentzia elektriko]]a [[ohm]]etan (Ω).
 
Formula aplikatuko dugun testuinguruaren arabera aukeratuko da. Gailu elektriko baten  I-V kurbaren ezaugarriak adierazi nahi badira, <math>I=V/R</math> erabiliko da adibidez. <math>R</math> erresistentzian zehar <math>I</math> korrontea badabil, eta <math>R</math> erresistentzia horren borneen arteko <math>V</math> tentsioa kalkulatu nahi bada, <math>V=RI</math>  erabiliko da. Era berean, posible izango da haren borneen artean <math>V </math> tentsioa duen  eta haren baitan <math>I </math> korrontea zirkulatzen duen <math>R </math> erresistentzia kalkulatzea, <math>R=V/I </math>.
Seriean eta paraleloan dauden erresistentziak erresistentzia baliokidea deritzon erresistentzia baten batera daiteke Ohm-en legea aplikatzeko.
 
Dena den, modu sinpleago bat existitzen da Ohmen legean parte hartzen duten magnitudeen arteko erlazioak gogoratzeko. Ohmen legearen triangelua izenaz ezagutzen da. Magnitude baten balioa ezagutzeko, triangeluan magnitude horri dagokion hizkia estaltzen da eta gainontzeko bi hizkiek erlazioa adierazten dute. Horretarako, kontuan izan behar da ondoan dauden hizkiak biderkatu egiten direla eta bata bestearen gainean dagoenean zatitu egiten direla.
=== Zirkuitu erreaktiboak ===
Elementu erreaktiboak ( induktibo edo kapazitibo) korronte alterno aldakorra aplikatzen zaion zirkuitu baten badaude, intentsitatearen eta tentsioaren arteko erlazioa ekuazio diferentzial bat bihurtzen da. Beraz, Ohm-en legea ez da zuzenean ezartzen.
 
=== Zirkuitu erreaktiboak ===
Korronte alterno finko bat aplikatzen baldin bazaio berriz, Ohm-en legea aplikatu diezaiokegu. Aldakorra baldin bada ordea, aldagaiak zenbaki konplexuetara orokortzen dira.
[[Korronte alterno]]ko zirkuituetan edo [[tentsio (elektrizitatea)|tentsio]] aldakorreko zirkuituetan [[kondentsadore elektriko|kondentsadoreak]] edo/eta [[haril]]ak badaude, horien [[erreaktantzia elektriko|erreaktantzia]] ere hartu behar da kontuan. Kasu horretan, tentsioa eta [[intentsitate elektriko|korrontea]] elkarrekin erlazionatzeko, [[inpedantzia elektriko|inpedantzia]] erabili behar da:
 
Erresistentziaren generalizazio konplexuari inpedantzia deritzo eta Z letraz adierazten da. Inpedantziak bere parte erreala (R) eta bere parte erreaktiboa du (X) eta beraz:
 
:<math display="block">Z I= R+jX\,frac{V}{Z} </math> non <math>j =I \sqrt{-1}\,</math>den [[Intentsitate elektriko|intentsitate]]a irudikatzen duen [[fasore]]a,
:<math>V \,</math> [[Tentsio (elektrizitatea)|potentzial elektrikoaren diferentzia]] irudikatzen duen [[fasore]]a eta
:<math>Z \,</math> [[inpedantzia elektriko]]a.
 
<math>Z</math> inpedantzia [[zenbaki konplexu]]a izan daiteke. <math>R</math> [[erresistentzia elektriko|erresistentzia]] inpedantziaren parte erreala da, eta <math>X</math>, [[Erreaktantzia elektriko|erreaktantzia]] inpedantziaren parte irudikaria.
Beraz, erresistentzia baten inpedantziak, soilik alde erresistiboa izango luke (Z=R). Bestetik, baten eta kapazitantzia baten inpedantziak honakoak dira urrunez urren:
:<math> Z= R+\text{j}X</math>
Bestalde, <math> \text{j}=\sqrt{-1}</math> da, alegia zenbaki irudikaria, zeina ingeniaritzako testuetan jota letrarekin adierazi ohi den.
 
<math>Z</math> konplexua denean —erreaktantzia dagoenean—, parte errealak bakarrik [[Joule efektua|xahutzen du beroa]]. Z inpedantzian alde irudikaririk ez badago, hau da, erreaktantziarik ez dagoenean, lehen aipatutako zirkuitua soilik erresistiboa izango da.
:<math>Z = sL\,</math> ; <math>Z = \frac{1}{sC}</math>
 
Beraz, behin inpedantziak izanda, Ohm-en legea modu honetan aplika dezakegu: