PAG-UUGALI: MGA PORMULA, PAGKALKULA, HALIMBAWA, PAGSASANAY - PISIKAL - 2025

Ang pag- uugali ng isang conductor ay tinukoy kung gaano kadali ang pagpayag sa isang de-koryenteng kasalukuyang pumasa. Ito ay nakasalalay hindi lamang sa materyal na ginamit para sa paggawa nito, kundi pati na rin sa geometry nito: haba at cross-sectional area.

Ang simbolo na ginamit para sa pag-uugali ay G, at ito ang kabaligtaran ng paglaban sa elektrikal R, isang bahagyang mas pamilyar na dami. Ang unit ng SI para sa pag-uugali ay ang kabaligtaran ng ohm, na tinaguriang Ω ^-1 at tinawag na siemens (S).

Larawan 1. Ang pag-uugali ay nakasalalay sa materyal at sa geometry ng conductor. Pinagmulan: Pixabay.

Ang iba pang mga salitang ginamit sa koryente na tunog na katulad ng pag-uugali at nauugnay ay ang kondaktibo at pagpapadaloy, ngunit hindi nila dapat malito. Ang una sa mga term na ito ay isang intrinsic na pag-aari ng sangkap na kung saan ang konduktor ay ginawa, at ang pangalawa ay naglalarawan ng daloy ng de-koryenteng singil sa pamamagitan nito.

Para sa isang electric conductor na may palaging cross section ng lugar A, haba ng L at conductivity σ, ang pag-uugali ay ibinigay ng:

Ang mas mataas na conductivity, mas mataas ang conductance. Gayundin, mas malaki ang cross-sectional area, mas madali para sa conductor na maipasa ang kasalukuyang. Sa kabilang banda, mas malaki ang haba ng L, mas mababa ang pag-uugali, dahil ang kasalukuyang mga carrier ay nawalan ng mas maraming enerhiya sa mas mahabang mga landas.

Paano kinakalkula ang pag-uugali?

Ang conductance G para sa isang conductor na may palaging cross-sectional area ay kinakalkula ayon sa equation na ibinigay sa itaas. Mahalaga ito, dahil kung ang seksyon ng cross ay hindi palaging, kailangan mong gumamit ng integral calculus upang mahanap ang parehong paglaban at pag-uugali.

Dahil ito ang kabaligtaran ng paglaban, ang pag-uugali G ay maaaring kalkulahin alam na:

Sa katunayan, ang de-koryenteng paglaban ng isang conductor ay maaaring masukat nang direkta sa isang multimeter, isang aparato na sumusukat din sa kasalukuyang at boltahe.

Mga yunit ng pag-uugali

Tulad ng sinabi sa simula, ang yunit ng pag-uugali sa internasyonal na sistema ay ang Siemens (S). Ang isang conductor ay sinasabing mayroong isang conductance ng 1 S kung ang kasalukuyang sa pamamagitan nito ay nagdaragdag ng 1 ampere para sa bawat boltahe ng potensyal na pagkakaiba.

Tingnan natin kung paano posible ito sa pamamagitan ng batas ni Ohm, kung nakasulat ito sa mga tuntunin ng pag-uugali:

Kung saan ang V ang boltahe o potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga dulo ng conductor at ako ang kasalukuyang intensity. Sa mga tuntunin ng mga magnitude na ito, ganito ang hitsura ng formula:

Dating yunit para sa pag-uugali ay ang mho (ohm na-spell paatras) na nagsasaad ng Ʊ, na kung saan ay isang inverted capital omega. Ang notasyon na ito ay nahulog sa maling paggamit at pinalitan ng Siemens bilang karangalan ng Aleman na inhinyero at imbentor na si Ernst Von Siemens (1816-1892), payunir ng telecommunication, ngunit pareho silang pantay-pantay.

Larawan 2. Kondisyon laban sa paglaban. Pinagmulan: Wikimedia Commons. Mag-isip ng tanke

Sa iba pang mga sistema ng pagsukat ang mga statsiemens (statS) (sa cgs o sentimetro-gramo-segundo na sistema) at ang mga absiemens (abS) (electromagnetic cgs system) ay ginagamit gamit ang "s" sa dulo, nang hindi nagpapahiwatig ng isahan o pangmaramihang, at nagmula sa isang wastong pangalan.

Ang ilang mga pagkakapantay

1 statS = 1.11265 x 10 ^-12 siemens

1 abS = 1 x 10 ⁹ siemens

Mga halimbawa

Tulad ng nabanggit dati, pagkakaroon ng paglaban, ang pag-uugali ay agad na kilala kapag tinukoy ang kabaligtaran o katumbas na halaga. Sa ganitong paraan, ang isang de-koryenteng pagtutol ng 100 oum ay katumbas ng 0.01 siemens, halimbawa.

Narito ang dalawa pang halimbawa ng paggamit ng pag-uugali:

Pag-uugali at pag-uugali

Ang mga ito ay magkakaibang mga termino, tulad ng naipahiwatig. Ang konduksyon ay isang pag-aari ng sangkap na gawa ng konduktor, habang ang pag-uugali ay angkop sa conductor.

Ang konduksyon ay maaaring ipahiwatig sa mga tuntunin ng G bilang:

σ = G. (L / A)

Narito ang isang talahanayan na may mga conductivities ng madalas na ginagamit na mga conductive na materyales:

Talahanayan 1. Mga Kondisyon, resistividad at koepisyent ng thermal ng ilang mga conductor. Sanggunian ng sanggunian: 20 ºC.

Metal	σ x 10 6 (S / m)	ρ x 10 -8 (Ω.m)	α ºC -1
Pilak	62.9	1.59	0.0058
Copper	56.5	1.77	0.0038
Ginto	41.0	2.44	0.0034
Aluminyo	35.4	2.82	0.0039
Tungsten	18.0	5.60	0.0045
Bakal	10.0	10.0	0.0050

Kung mayroon kang mga circuit na may mga resistors na magkatulad, kinakailangan kung minsan upang makuha ang katumbas na pagtutol. Ang pag-alam ng halaga ng katumbas na pagtutol ay nagbibigay-daan sa pagpapalit ng isang solong halaga para sa hanay ng mga resistors.

Larawan 3. Samahan ng mga resistors na magkatulad. Pinagmulan: Wikimedia Commons. Walang ibinigay na may-akda na nababasa ng makina. Ipinagpalagay ni Soteke (batay sa mga paghahabol sa copyright). .

Para sa pagsasaayos ng risistor na ito, ang katumbas na pagtutol ay ibinigay ng:

G _eq = G ₁ + G ₂ + G ₃ + … G _n

Iyon ay, ang katumbas na pag-uugali ay ang kabuuan ng mga conductance. Kung nais mong malaman ang katumbas na paglaban, baligtarin lamang ang resulta.

Pagsasanay

- Ehersisyo 1

a) Sumulat ng batas ni Ohm sa mga tuntunin ng pag-uugali.

b) Hanapin ang pag-uugali ng isang tungsten wire na 5.4 cm ang haba at 0.15 mm ang diameter.

c) Ngayon ang isang kasalukuyang 1.5 A ay dumaan sa kawad. Ano ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga dulo ng konduktor na ito?

Solusyon sa

Mula sa mga naunang mga seksyon kailangan mong:

V = I / G

Ang pagsulat sa huli sa una, ganito ang hitsura nito:

Kung saan:

-Ako ang tindi ng kasalukuyang.

-L ay ang haba ng conductor.

-σ ang conductivity.

-Ang lugar na cross-sectional.

Solusyon b

Upang makalkula ang conductance ng tungsten wire na ito, kinakailangan ang conductivity nito, na matatagpuan sa Talahanayan 1:

σ = 18 x10 ⁶ S / m

L = 5.4 cm = 5.4 x 10 ^-2 m

D = 0. 15 mm = 0.15 x 10 ^-3 m

A = π.D ² /4 = π. (0.15 x 10 ^-3 m) ² /4 = 1.77 x 10 ^-8 m ²

Pagsusulat sa equation na mayroon kami:

G = σ. A / L = 18 x10 ⁶ S / m. 1.77 x 10 ^-8 m ² / 0.15 x 10 ^-3 m = 2120.6 S

Solusyon c

V = I / G = 1.5 A / 2120.6 S = 0.71 mV.

- Ehersisyo 2

Hanapin ang katumbas na pagtutol sa mga sumusunod na circuit at alam na i _o = 2 A, kalkulahin ang _x ko at ang lakas na nawala sa circuit:

Larawan 4. Circuit na may resistors pareho. Pinagmulan: Alexander, C. 2006. Mga batayan ng mga de-koryenteng circuit. Ika-3. Edisyon. McGraw Hill.

Solusyon

Ang mga resistensya ay nakalista: R ₁ = 2 Ω; R ₂ = 4 Ω; R ₃ = 8 Ω; R ₄ = 16 Ω

Pagkatapos ang pag-uugali ay kinakalkula sa bawat kaso: G ₁ = 0.5 Ʊ; G ₂ = 0.25 Ʊ; G ₃ = 0.125 Ʊ; G ₄ = 0.0625 Ʊ

At sa wakas sila ay idinagdag bilang ipinahiwatig bago, upang mahanap ang katumbas na pag-uugali:

G _eq = G ₁ + G ₂ + G ₃ + … G _n = 0.5 Ʊ + 0.25 Ʊ + 0.125 Ʊ + 0.0625 Ʊ = 0.9375 Ʊ

Samakatuwid R _eq = 1.07 Ω.

Ang boltahe sa buong R ₄ ay V ₄ = i _o . R ₄ = 2 A. 16 Ω = 32 V, at pareho ito sa lahat ng mga resistor, dahil sila ay konektado kahanay. Pagkatapos posible upang mahanap ang mga alon na dumadaloy sa bawat risistor:

-i ₁ = V ₁ / R ₁ = 32 V / 2 Ω = 16 A

-i ₂ = V ₂ / R ₂ = 32 V / 4 Ω = 8 A

-i ₃ = V ₃ / R ₃ = 32 V / 8 Ω = 4 A

-i _x = i ₁ + i ₂ + i ₃ + i _o = 16 + 8 + 4 + 2 A = 30 A

Sa wakas, ang natanggal na kapangyarihan P ay:

P = (i _x ) ² . R _eq = 30 A x 1.07 Ω = 32.1 W

Mga Sanggunian

1. Alexander, C. 2006. Mga batayan ng mga de-koryenteng circuit. Ika-3. Edisyon. McGraw Hill.
2. Ang conversion ng megaampere / millivolt sa mga absiemens Calculator. Nabawi mula sa: pinkbird.org.
3. García, L. 2014. Electromagnetism. Ika-2. Edisyon. Industrial University ng Santander. Colombia.
4. Knight, R. 2017. Physics para sa Siyentipiko at Teknolohiya: isang Diskarte sa Diskarte. Pearson.
5. Roller, D. 1990. Pisika. Elektrisidad, Magnetismo at Optika. Dami II. Editoryal na Reverté.
6. Wikipedia. Pag-uugali sa kuryente. Nabawi mula sa: es.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Mga Siemens. Nabawi mula sa: es.wikipedia.org.