Poklicni električar, specializiran elektronski inženir, ne more obiti Ohmovega zakona v svojih lastnih dejavnostih in reševati kakršne koli težave, povezane z nastavitvijo, nastavitvijo, popravilom elektronskih in električnih vezij.
Pravzaprav vsi potrebujejo razumevanje tega zakona. Ker se morajo vsi v vsakdanjem življenju ukvarjati z elektriko.
In čeprav zakon nemškega fizika Ohma predvideva srednješolski tečaj, se v praksi ne proučuje vedno pravočasno. Zato bomo v svojem gradivu obravnavali takšno temo, ki je pomembna za življenje, in obravnavali bomo možnosti za pisanje formule.
Ločen odsek in celotni električni tokokrog
Če upoštevamo električni tokokrog v smislu uporabe Ohmovega zakona v vezju, je treba upoštevati dve možni možnosti izračuna: za posamezen odsek in za polnopravni tokokrog.
Izračun trenutne površine električnega tokokroga
Del vezja se praviloma šteje za del tokokroga, razen vira EMF, da ima dodaten notranji upor.
Zato je formula izračuna v tem primeru videti preprosta:
I = U / R,
Kje:
- jaz - trenutna moč;
- U - uporabljena napetost;
- R - odpornost.
Razlaga formule je preprosta - tok, ki teče vzdolž določenega dela vezja, je sorazmeren napetosti, ki je nanj nameščena, upor pa je obratno sorazmeren.
Tako imenovana grafična marjetica, skozi katero je predstavljen celoten sklop različic formulacij, ki temeljijo na Ohmovem zakonu. Priročno orodje za žepno shranjevanje: sektor „P“ - formule moči; sektor “U” - napetostne formule; sektor "I" - trenutne formule; sektor „R“ - formule upora
Tako formula jasno opisuje odvisnost toka, ki teče skozi ločen odsek električnega tokokroga glede na določene vrednosti napetosti in upora.
Primerno je, da uporabite formulo, na primer za izračun parametrov upora, ki ga želite spajkati v vezje, če je podana napetost s tokom.
Ohmov zakon in dve posledici, ki ju mora imeti vsak poklicni električar, elektroinženir, elektronski inženir in vsi, ki sodelujejo pri delovanju električnih tokokrogov. Od leve proti desni: 1 - trenutno zaznavanje; 2 - določitev upora; 3 - določanje napetosti, kjer I - jakost toka, U - napetost, R - odpornost
Zgornja slika bo pomagala določiti na primer tok, ki teče skozi 10-ohmsko upornost, na katero se napaja napetost 12 voltov. Nadomestimo vrednosti, ugotovimo - I = 12/10 = 1,2 ampera.
Podobno se rešujejo problemi iskanja odpornosti (ko so znani tokovi z napetostjo) ali napetosti (ko je znana napetost s tokom).
Tako je vedno mogoče izbrati potrebno delovno napetost, želeno amperažo in optimalni uporovni element.
Formula, ki se predlaga za uporabo, ne zahteva upoštevanja parametrov vira napetosti. Vendar se bo vezje, ki vsebuje na primer baterijo, izračunalo po drugačni formuli. V diagramu: A - vključitev ampermetra; V - vključitev voltmetra.
Mimogrede, priključne žice katerega koli vezja so odpornost. Velikost obremenitve, ki jo morajo nositi, je določena z napetostjo.
V skladu s tem lahko z uporabo Ohmovega zakona natančno izberemo potreben prerez prevodnika, odvisno od materiala jedra.
Na našem spletnem mestu imamo podrobna navodila za izračun preseka kabla za moč in tok.
Možnost izračuna za polno verigo
Popolna veriga so že spletna mesta in tudi vir EMF. To je dejansko notranji upor vira EMF dodan obstoječemu uporovnemu sestavnemu delu odseka vezja.
Zato je nekaj sprememb zgornje formule logično:
I = U / (R + r)
Seveda lahko vrednost notranje upornosti EMF v Ohmovem zakonu za celoten električni tokokrog zanemarimo, čeprav je ta vrednost upora v mnogih pogledih odvisna od strukture vira EMF.
Toda pri izračunu zapletenih elektronskih vezij, električnih vezij z mnogimi vodniki je pomemben dejavnik prisotnost dodatnega upora.
Pri izračunih v polnem električnem vezju se vedno upošteva uporna vrednost vira emf. Ta vrednost se doda uporu samega električnega tokokroga. V diagramu: I - tok toka; R zunanji uporni element; r je uporni faktor EMF (vir energije)
Tako za odsek vezja kot za celoten tokokrog je treba upoštevati naravni trenutek - uporabo konstantnega ali spremenljivega toka.
Če bi zgoraj omenjene točke, značilne za Ohmov zakon, veljale z vidika uporabe enosmernega toka, bi bilo v skladu z izmeničnim tokom videti nekoliko drugače.
Upoštevanje zakona spremenljivki
Koncept "odpornosti" na pogoje prehajanja izmeničnega toka je treba obravnavati bolj kot pojem "impedanca". To je kombinacija aktivnega uporovnega bremena (Ra) in obremenitve, ki jo tvori reaktivni upor (Rr).
Takšne pojave povzročajo parametri induktivnih elementov in zakoni preklopa, ki veljajo za spremenljivo vrednost napetosti - vrednost sinusoidnega toka.
Zdi se, da je to enakovredno vezje električnega tokokroga z izmeničnim tokom za izračun z uporabo formulacij, ki temeljijo na načelih Ohmovega zakona: R - uporovna komponenta; C je kapacitivna komponenta; L je induktivna komponenta; EMF je vir energije; I-tok pretoka
Z drugimi besedami, obstaja učinek napredovanja (zaostalih) vrednosti tokov iz napetostnih vrednosti, ki ga spremlja pojav aktivnih (uporovnih) in reaktivnih (induktivnih ali kapacitivnih) zmogljivosti.
Izračun takšnih pojavov se izvede po formuli:
Z = U / I ali Z = R + J * (XL - XC)
Kje: Z - impedanca; R - aktivna obremenitev; XL , XC - induktivna in kapacitivna obremenitev; J - koeficient.
Serija in vzporedna povezava elementov
Za elemente električnega tokokroga (odsek vezja) je značilen trenutek zaporedna ali vzporedna povezava.
V skladu s tem vsako vrsto povezave spremlja drugačna vrsta trenutnega pretoka in napetosti. V zvezi s tem se Ohmov zakon uporablja tudi na različne načine, odvisno od možnosti vključitve elementov.
Uporni krog
V zvezi s serijsko povezavo (odsek vezja z dvema komponentama) se uporablja naslednja formula:
- I = i1 = Jaz2 ;
- U = U1 + U2 ;
- R = R1 + R2
Ta formulacija jasno kaže, da se tok, ki teče v tokokrogu, ne glede na število zaporedno povezanih uporovnih komponent ne spremeni.
Povezava uporovnih elementov v odseku vezja zaporedno med seboj. Za to možnost velja lastni zakon o izračunu. V diagramu: I, I1, I2 - tok toka; R1, R2 - uporovni elementi; U, U1, U2 - uporabljena napetost
Velikost napetosti, uporabljene na aktivnih uporovnih komponentah vezja, je vsota skupne vrednosti vira emf.
Napetost na vsaki posamezni komponenti je enaka: Ux = I * Rx.
Skupni upor je treba obravnavati kot vsoto ocen vseh uporovnih komponent vezja.
Vezje vzporedno povezanih uporovnih elementov
V primeru vzporedne povezave uporovnih komponent se glede na zakon nemškega fizika Ohma šteje, da je naslednja formula pravična:
- I = i1 + Jaz2 … ;
- U = U1 = U2 … ;
- 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + …
Možnosti za sestavljanje odsekov vezja "mešanega" tipa pri uporabi vzporednih in serijskih povezav niso izključene.
Povezava uporovnih elementov v vezju vzporedno med seboj. Za to možnost velja lastni zakon izračuna. V diagramu: I, I1, I2 - tok toka; R1, R2 - uporovni elementi; U je sešteta napetost; A, B - vstopne / izstopne točke
Za takšne možnosti se izračun običajno izvede z začetnim izračunom uporovne vrednosti vzporedne povezave. Nato se rezultatu doda vrednost upora, ki je zaporedno povezan.
Integralne in diferencialne oblike prava
Vse zgornje točke z izračuni so uporabne za pogoje, ko se v električnih tokokrogih uporabljajo vodniki tako imenovane "homogene" strukture.
Medtem se v praksi pogosto ukvarjajo z gradnjo vezja, kjer se struktura prevodnikov na različnih območjih spreminja. Na primer, uporabljajo se žice večjega preseka ali, nasprotno, manjše, izdelane na osnovi različnih materialov.
Za upoštevanje takšnih razlik obstaja različica tako imenovanega "Ohmovega diferencialno-integralnega zakona". Za neskončno majhen prevodnik se raven gostote toka izračuna glede na moč in prevodnost.
Pod diferenčnim izračunom se vzame formula: J = ό * E
Za celoten izračun besedilo: I * R = φ1 - φ2 + έ
Vendar so ti primeri precej bližje šoli višje matematike in v dejanski praksi preprostega električarja dejansko ne uporabljamo.
Podrobna analiza Ohmovega zakona v spodnjem videoposnetku bo pripomogla k končni utrditvi znanja v tej smeri.
Posebna video lekcija kvalitativno krepi teoretično pisno predstavitev:
Delo električarja ali dejavnost elektronskega inženirja je neločljivo povezano s trenutki, ko morate resnično upoštevati zakon Georga Ohma v akciji. To je nekaj skupnih resnic, ki bi jih moral poznati vsak strokovnjak.
Obsežno znanje o tem vprašanju ni potrebno - dovolj je, da se naučimo treh glavnih različic besedila, da se lahko uspešno uporabimo v praksi.
Ali želite zgornji material dopolniti z dragocenimi komentarji ali izraziti svoje mnenje? Prosimo, napišite komentarje v blok pod člankom. Če imate kakršna koli vprašanja, se obrnite na naše strokovnjake.