- Klasyczne sformułowanie
- Akceptowane jednostki
- Formuła dla całego łańcucha
- Niehomogeniczna sekcja obwodu DC
- Prąd przemienny
- Praktyczne zastosowanie
- Wniosek
Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Cała stosowana elektrotechnika opiera się na jednym dogmacie - jest to prawo Ohma dla segmentu obwodów. Bez zrozumienia zasady tego prawa niemożliwe jest rozpoczęcie praktyki, ponieważ prowadzi to do licznych błędów. Odświeżenie tej wiedzy ma sens, w artykule przypominamy interpretację prawa opracowanego przez Ohma dla jednorodnej i heterogenicznej sekcji oraz kompletnego łańcucha.
Klasyczne sformułowanie
Ta prosta interpretacja jest nam znana ze szkoły.
Formuła w postaci integralnej będzie miała następującą postać:
Oznacza to, że zwiększając napięcie, zwiększamy prąd. Jednocześnie wzrost takiego parametru jak „R” prowadzi do spadku „I”. Naturalnie na rysunku opór obwodu jest pokazany przez jeden element, chociaż może to być szeregowe, równoległe (nawet dowolne) połączenie kilku przewodów.
Nie będziemy cytować prawa w formie różniczkowej, ponieważ w tej formie jest ono z reguły stosowane tylko w fizyce.
Akceptowane jednostki
Należy wziąć pod uwagę, że wszystkie obliczenia powinny być przeprowadzane w następujących jednostkach:
- napięcie - w woltach;
- amper
- oporność omów
Jeśli spełnisz inne wartości, muszą zostać przekonwertowane na ogólnie akceptowane.
Formuła dla całego łańcucha
Traktowanie całego obwodu będzie nieco inne niż w przypadku sekcji, ponieważ w ustawie skompilowanej przez Om uwzględniono również parametr „r”, tę odporność źródła EMF. Poniższy rysunek ilustruje podobny schemat.
Biorąc pod uwagę „r” EMF, formuła będzie wyglądać następująco:
Zauważ, że jeśli „R” jest równe 0, wtedy możliwe staje się obliczenie „I”, które występuje podczas zwarcia.
Napięcie będzie mniejsze niż EMF, może być określone wzorem:
W rzeczywistości spadek napięcia charakteryzuje się parametrem „I * r”. Ta właściwość jest charakterystyczna dla wielu galwanicznych źródeł energii.
Niehomogeniczna sekcja obwodu DC
Przez ten typ rozumie się obszar, w którym oprócz ładunku elektrycznego przykładane są inne siły. Obraz takiego wykresu pokazano na poniższym rysunku.
Formuła takiego wykresu (uogólnione prawo) będzie następująca:
Prąd przemienny
Jeśli obwód podłączony do prądu przemiennego jest zasilany pojemnością i / lub indukcyjnością (cewką), obliczenia są wykonywane z uwzględnieniem wartości ich reaktancji. Uproszczone prawo będzie wyglądać następująco:
Gdy „Z” jest impedancją, jest to wartość złożona składająca się z aktywnych (R) i pasywnych (X) rezystancji.
Praktyczne zastosowanie
Wideo: Prawo Ohma dla sekcji łańcucha - praktyka obliczania łańcuchów.
W rzeczywistości prawo to można zastosować do dowolnej części łańcucha. Przykład pokazano na rysunku.
Używając takiego planu, możesz obliczyć wszystkie niezbędne cechy dla nierozgałęzionej części. Rozważ bardziej szczegółowe przykłady.
Znajdź aktualną siłę
Rozważmy teraz bardziej szczegółowy przykład, na przykład konieczne stało się poznanie prądu płynącego przez żarówkę. Warunki:
- Napięcie - 220 V;
- Żarnik R - 500 omów.
Rozwiązanie problemu będzie następujące: 220V / 500Ohm = 0, 44 A.
Rozważ inne zadanie z następującymi warunkami:
- R = 0, 2 MΩ;
- U = 400 V.
W tym przypadku, po pierwsze, wymagana będzie konwersja: 0, 2 MΩ = 200000 Ohm, po czym można przejść do rozwiązania: 400 V / 200000 Ohm = 0, 002 A (2 mA).
Obliczanie napięcia
Aby rozwiązać, używamy również prawa opracowanego przez Ooma. Więc zadanie:
- R = 20 kΩ;
- I = 10 mA.
Konwertuj dane źródłowe:
- 20 kΩ = 20 000 omów;
- 10 mA = 0, 01 A.
Rozwiązanie: 20 000 Ω x 0, 01 A = 200 V.
Niezapomniane do konwersji wartości, ponieważ często prąd może być określony w miliamperach.
Opór
Chociaż ogólna forma metody obliczania parametru „R” przypomina znalezienie wartości „I”, istnieją zasadnicze różnice między tymi opcjami. Jeśli prąd może się różnić w zależności od pozostałych dwóch parametrów, wówczas R (w praktyce) ma stałą wartość. To znaczy w istocie jest reprezentowana jako stała stała.
Jeśli ten sam prąd (I) przechodzi przez dwie różne sekcje, podczas gdy zastosowane napięcie (U) jest różne, to w oparciu o rozważane prawo można z pewnością powiedzieć, że gdzie niskie napięcie „R” będzie najniższe.
Rozważmy przypadek, w którym różne prądy i takie samo napięcie na niepowiązanych obszarach. Zgodnie z prawem opracowanym przez Om, duży prąd będzie charakterystyczny dla małego parametru „R”.
Rozważ kilka przykładów.
Załóżmy, że istnieje obwód, w którym napięcie wynosi U = 50 V, a pobór prądu wynosi I = 100 mA. Aby znaleźć brakujący parametr, powinien wynosić 50 V / 0, 1 A (100 mA), w rezultacie rozwiązanie będzie wynosić 500 omów.
Charakterystyka wolta-ampera pozwala wyraźnie wykazać proporcjonalną (liniową) zależność prawa. Poniższy rysunek przedstawia wykres dla wykresu o rezystancji równej jednemu Ohmowi (prawie jako matematyczna reprezentacja prawa Ohma).
Obraz charakterystyki prądowo-napięciowej, gdzie R = 1 Ohm
Oś pionowa wykresu pokazuje prąd I (A), poziomy - napięcie U (V). Sam wykres jest przedstawiony w postaci linii prostej, która wyraźnie pokazuje zależność od oporu, która pozostaje niezmieniona. Na przykład przy 12 V i 12 A „R” będzie równe jednemu Ohmowi (12 V / 12 A).
Należy pamiętać, że powyższa charakterystyka prądowo-napięciowa wyświetla tylko wartości dodatnie. Oznacza to, że obwód jest zaprojektowany do przepływu prądu w jednym kierunku. Gdy dozwolony jest kierunek przeciwny, wykres będzie kontynuował wartości ujemne.
Należy zauważyć, że sprzęt, którego charakterystyka prądu i napięcia jest wyświetlana jako linia prosta, nazywana jest liniową. Ten sam termin odnosi się do innych parametrów.
Oprócz urządzeń liniowych istnieją różne urządzenia, których parametr „R” może się różnić w zależności od natężenia prądu lub przyłożonego napięcia. W tym przypadku prawo Ohma nie może być używane do obliczania zależności. Ten typ sprzętu nazywany jest odpowiednio nieliniowym, jego charakterystyki prądowo-napięciowe nie będą wyświetlane jako linie proste.
Wniosek
Jak wspomniano na początku artykułu, cała stosowana elektrotechnika opiera się na prawie opracowanym przez Om. Nieznajomość tego podstawowego dogmatu może prowadzić do błędnych obliczeń, co z kolei spowoduje wypadek.
Szkolenie elektryków jako specjalistów rozpoczyna się od studium teoretycznych podstaw elektrotechniki. Pierwszą rzeczą, o której muszą pamiętać, jest to, że prawo zostało skompilowane przez Om, ponieważ prawie wszystkie obliczenia parametrów obwodów elektrycznych dla różnych celów są wykonywane na jego podstawie.
Zrozumienie podstawowego prawa elektrotechniki pomoże lepiej zrozumieć działanie urządzeń elektrycznych i ich głównych komponentów. Będzie to miało pozytywny wpływ na konserwację podczas pracy.
Niezależna weryfikacja, opracowywanie, a także eksperymentalne badanie komponentów sprzętu - wszystko to jest znacznie uproszczone, jeśli prawo Ohma jest używane dla sekcji łańcucha. Jednocześnie nie jest wymagane wykonywanie wszystkich pomiarów, wystarczy usunąć niektóre parametry i po wykonaniu prostych obliczeń uzyskać niezbędne wartości.