Basiese elektrisiteittegnologie

Ohm's Law and its secrets [VERKLARING]

Inleiding tot die wet van Ohm:

Ohm se wet Dit is die beginpunt om die basiese beginsels van elektrisiteit te verstaan. Vanuit hierdie oogpunt is dit belangrik om die stelling van Ohm's Law prakties teoreties te ontleed. As gevolg van ons ervaring in die veld, laat die ontleding van hierdie wet ons selfs toe om die droom van enige gespesialiseerde personeel in die omgewing te bewaarheid: werk minder en doen meer, aangesien ons met 'n korrekte interpretasie elektriese foute kan opspoor en ontleed. Gedurende hierdie artikel sal ons praat oor die belangrikheid, oorsprong, die gebruik van toepassings en die geheim om dit beter te verstaan.

¿Wie het Ohm se wet ontdek?

Georg simon ohm (Erlangen, Beiere; 16 Maart 1789-München, 6 Julie 1854) was 'n Duitse fisikus en wiskundige wat Ohm se wet bygedra het tot die teorie van elektrisiteit. [1] Ohm is bekend daarvoor dat hy die verband tussen die intensiteit van 'n elektriese stroom, sy elektromotoriese krag en weerstand bestudeer en interpreteer, en die wet wat sy naam dra, stel in 1827 Ek = V / R. Die eenheid van elektriese weerstand, die ohm, is na hom vernoem. [1] (sien figuur 1)
Georg Simon Ohm en sy Ohm's Law (citeia.com)
Figuur 1 Georg Simon Ohm en sy Ohm-wet (https://citeia.com)

Wat lui die wet van Ohm?

La Ohm se wet stel vas: Die stroomsterkte wat deur 'n elektriese stroombaan gaan, is direk eweredig aan die spanning of spanning (potensiaalverskil V) en omgekeerd eweredig aan die elektriese weerstand wat dit bied (sien figuur 2)

Verstaan ​​dit:

Bedrag Ohm se wet simbool Eenheid van meting rol As jy wonder:
spanning E Volt (V) Druk wat die vloei van elektrone veroorsaak E = elektromotoriese krag of geïnduseerde spanning
stroom I Ampere (A) Elektriese stroomintensiteit I = intensiteit
Resistencia R Ohm (Ω) vloei inhibeerder Ω = Griekse letter omega
ohm se wet formules
  • E= Elektriese potensiaalverskil of elektromotoriese krag "ou skool kwartaal" (Volts "V").
  • I= Intensiteit van elektriese stroom (Ampere “Amp.”)
  • R= Elektriese Weerstand (Ohm “Ω”)
Figuur 2; Ohm's Law Formula (https://citeia.com)

Waarvoor is Ohm se wet?

Dit is een van die interessantste vrae wat studente van elektrisiteit / elektronika van die eerste vlak af vra, waar ons voorstel om dit goed te verstaan ​​voordat u met 'n ander onderwerp voortgaan. Ons gaan dit stap vir stap ontleed: Elektriese weerstand: Dit is die teenstand teen die stroom van elektriese stroom deur 'n geleier. Elektriese stroom: Dit is die stroom van elektriese lading (elektrone) wat deur 'n geleier of materiaal loop. Die stroomstroom is die hoeveelheid lading per tydseenheid, waarvan die meeteenheid die Ampère (Ampère) is. Elektriese potensiaalverskil: Dit is 'n fisiese hoeveelheid wat die verskil in elektriese potensiaal tussen twee punte kwantifiseer. Dit kan ook gedefinieer word as die werk per eenheidslading wat die elektriese veld op 'n gelaaide deeltjie uitoefen om dit tussen twee vasgestelde posisies te beweeg. Sy meeteenheid is die Volt (V).

Gevolgtrekking

Ohm se wet Dit is die belangrikste instrument vir die studie van elektriese stroombane en 'n fundamentele basis vir die studie van elektrisiteits- en elektroniese loopbane op alle vlakke. Dit is noodsaaklik om die tyd vir die ontleding, in hierdie geval (in sy uiterste gevolge), toe te wy om die geheime vir probleemoplossing te verstaan ​​en te ontleed.

Waar ons kan besluit volgens die ontleding van Ohm's Law:

  • Hoe hoër die potensiaalverskil (V) en hoe laer die weerstand (Ω): hoe groter is die intensiteit van elektriese stroom (Amp).
  • Hoe laer die potensiaalverskil (V) en die hoër weerstand (Ω): Minder elektriese stroomintensiteit (Amp).

Oefeninge om Ohm se wet te verstaan ​​en toe te pas

1 oefening

Die toepassing van die Ohm se wet In die volgende stroombaan (figuur 3) met 'n weerstand R1= 10 Ω en potensiaalverskil E1= 12V deur Ohm se wet toe te pas, is die resultaat: I=E1/R1 I= 12V/10 Ω I = 1.2 Amp.
Basiese elektriese stroombaan
Figuur 3 Basiese elektriese stroombaan (https://citeia.com)

Ohm's Law Analysis (Voorbeeld 1)

Om die wet van Ohm te ontleed, gaan ons feitlik na die Kerepakupai Merú of Angel Falls (Kerepakupai Merú in die Pemón inboorlingtaal, wat beteken "spring van die diepste plek"), dit is die hoogste waterval in die wêreld, met 'n 979 m hoogte (807 m ononderbroke val), het sy oorsprong in die Auyantepuy. Dit is geleë in die Canaima Nasionale Park, Bolívar, Venezuela [2]. (sien figuur 4)
vergelyking van die sprong van engele en die wet van Ohm
Figuur 4. Analisering van die wet van Ohm (https://citeia.com)
As ons verbeeldingryk 'n ontleding doen van die toepassing van die Ohm se wetmet die volgende aannames:
  1. Kaskadehoogte as potensiële verskil.
  2. Waterstruikelblokke in die herfs as weerstand.
  3. Die watervloeitempo van die kaskade as die elektriese stroomintensiteit

Oefening 2:

In 'n virtuele ekwivalent skat ons 'n stroombaan, byvoorbeeld uit figuur 5:
Ohm se regsanalise
Figuur 5 Analise van die lê van Ohm 1 (https://citeia.com)
Waar E1= 979V en R1=100 Ω I=E1/R1 I= 979V/100 Ω I= 9.79 Amp.
citeia.com

Ohm's Law Analysis (Voorbeeld 2)

In hierdie virtualisering, byvoorbeeld, as ons byvoorbeeld na 'n ander waterval beweeg: Die Iguazú-waterval, op die grens tussen Brasilië en Argentinië, in Guaraní beteken Iguazú 'groot water', en dit is die naam wat die inheemse inwoners van die Suidelike Cone of America het hulle die rivier gegee wat die grootste watervalle in Latyns-Amerika voed, een van die wonderwerke van die wêreld. In onlangse somers het hulle egter probleme met die watervloei gehad. [3] (sien figuur 6)
Iguazu Falls virtuele vergelyking met die wet van ohm
Figuur 6 Ontleding van die wet van Ohm (https://citeia.com)

Oefening 3:

Waar ons aanvaar hierdie virtuele analise is E1 = 100V en R1 = 1000 Ω (sien figuur 7) I = E1 / R1 Ek = 100V / 1000 Ω I = 0.1 Amp.
Ohm se wetlike analise 2
Figuur 7 Analise van Ohm se wet 2 (https://citeia.com)

Ohm's Law Analysis (Voorbeeld 3)

Vir hierdie voorbeeld kan sommige van ons lesers vra, en wat is die ontleding as die omgewingstoestande in die Iguazú-waterval verbeter (wat ons hoop die geval sal wees, onthou dat alles in die natuur 'n balans moet hê). In die virtuele analise neem ons aan dat die grondweerstand (teen die deurgang van die vloei) in teorie 'n konstante is, E sal die opgehoopte stroomop potensiaalverskil wees, waar ons as gevolg daarvan meer vloei of in ons vergelykende stroomintensiteit sal hê (I ), sou byvoorbeeld wees: (sien figuur 8)
die Iguazú-waterval en die lê van Ohm vergelyk
figuur 8-analise van Ohm se wet 3 (https://citeia.com)
citeia.com

Oefening 4:

Volgens Ohm se wet, as ons die potensiaalverskil verhoog of die elektromotoriese krag hoër ophoop, hou ons die weerstand konstant E1 = 700V en R1 = 1000 Ω (sien figuur 9)
  • I = E1 / R1  
  • Ek = 700V / 1000 Ω
  • I = 0.7 Amp
Ons merk op dat die stroomintensiteit (Amp) in die stroombaan toeneem.
elektriese stroombaan
Figuur 9-analise van Ohm se wet 4 (https://citeia.com)

Analiseer Ohm se wet om die geheime daarvan te verstaan

Wanneer u Ohm se wet begin bestudeer, wonder baie mense, hoe kan so 'n relatiewe eenvoudige wet enige geheime hê? In werklikheid is daar geen geheim as ons dit volledig aan die einde daarvan ontleed nie. Met ander woorde, as ons die wet nie korrek ontleed nie, kan ons byvoorbeeld 'n elektriese stroombaan (in die praktyk 'n toestel selfs op industriële vlak) uitmekaar haal as dit slegs 'n beskadigde kabel of aansluiting kan wees. Ons gaan van geval tot geval analiseer:

Geval 1 (oop stroombaan):

analise van 'n oop elektriese stroombaan
Figuur 10 Oop elektriese stroombaan (https://citeia.com)
As ons die stroombaan in figuur 10 analiseer, is die kragtoevoer E1 = 10V volgens die wet van Ohm en die weerstand in hierdie geval 'n isolator (lug) wat neig tot oneindig ∞. So ons het:
  • I = E1 / R  
  • I = 10V / ∞ Ω
Waar die stroom geneig is om 0 Amp te wees.

Geval 2 (stroombaan kortliks):

analise van 'n kortsluitende elektriese stroombaan
Figuur 11 Elektriese stroombaan in kortsluiting (https://citeia.com)
In hierdie geval (figuur 11) is die kragtoevoer E = 10V, maar die weerstand is 'n geleier wat teoreties 0Ω het, dus sal dit in hierdie geval 'n kortsluiting.
  • I = E1 / R  
  • Ek = 10V / 0 Ω
Waar die stroom in die teorie neig om oneindig te wees (∞) Amp. Wat die beskermingstelsels (versmeltings) sou laat ontketen, selfs in ons simulasiesagteware, het die waarskuwing en foutalarms veroorsaak. Alhoewel moderne batterye in werklikheid 'n beskermingstelsel en stroombeperking het, beveel ons ons lesers aan om die verbindings na te gaan en kortsluitings te vermy (batterye, as hul beskermingstelsel misluk, kan "Waarskuwing" ontplof).

Geval 3 (foute by verbinding of bedrading)

As ons in 'n elektriese stroombaan vrees dat 'n kragbron E1 = 10V en 'n R1 = 10 Ω volgens Ohm se wet moet wees;

Oefening 5:

  • I = E1 / R1  
  • Ek = 10V / 10 Ω
  • I = 1 Amp
Ons neem nou aan dat ons in die stroombaan fout het met 'n draad (inwendig gebreekte of gebreekte draad) of slegte verbinding, byvoorbeeld figuur 12.
gebreekte draadfoutkring
Figuur 12-stroombaan met intern gesplete draadfout (https://citeia.com)
Soos ons reeds met 'n oop weerstand ontleed het, sal die beskadigde of gebreekte geleier 'n soortgelyke gedrag hê. Die intensiteit van elektriese stroom = 0 Amp. Maar as ek u vra watter gedeelte (figuur 13) is A of B beskadig? en hoe sou hulle dit bepaal?
Gebreekte of gebreekte draadstroom-analise
Figuur 13 Kringontleding met beskadigde of inwendige stukkende kabel (https://citeia.com)
Jou antwoord sou seker wees: kom ons meet die kontinuïteit en ontdek net watter van die kabels beskadig is (dus moet ons die komponente ontkoppel en die E1-kragbron afskakel), maar vir hierdie ontleding gaan ons aanneem dat die bron nie eers kan wees nie. afgeskakel of enige bedrading ontkoppel, raak die ontleding nou interessanter? Een opsie is om 'n voltmeter parallel met die stroombaan te plaas, soos byvoorbeeld figuur 14
Foutiewe stroombaanontleding met behulp van die wet van Ohm
Figuur 14 Foutiewe stroombaanontleding (https://citeia.com)
As die bron in werking is, moet die voltmeter die verstekspanning in hierdie geval 10V aandui.
Die ontleding van elektriese stroombaanfoute met die wet van Ohm
Figuur 15 Foutiewe stroombaananalise volgens Ohm's Law (https://citeia.com)
As ons die voltmeter parallel met Weerstand R1 plaas, is die spanning 0V as ons dit analiseer Ohm se wet Ons het:
  • VR1 = I x R1
  • Waar ek = 0 Amp
  • Ons vrees VR1 = 0 Amp x 10 Ω = 0V
die ontleding van bedradingfout volgens die wet van Ohm
Figuur 16 wat die mislukking van die bedrading volgens die wet van Ohm analiseer (https://citeia.com)

As ons nou die voltmeter parallel met die beskadigde draad plaas, sal ons die spanning van die kragbron hê, waarom?

Aangesien I = 0 Amp, is die weerstand R1 (het geen teenkanting van die elektriese stroom wat 'n virtuele aarde skep nie) soos ons reeds ontleed het VR1 = 0V So ons het in die beskadigde kabel (in hierdie geval) die Spanning van die kragtoevoer.
  • V (beskadigde draad) = E1 - VR1
  • V (beskadigde draad) = 10 V - 0 V = 10V
Ek nooi jou uit om jou kommentaar en twyfel te gee wat ons sekerlik sal beantwoord. Dit kan jou ook help om elektriese foute op te spoor in ons artikel oor Elektriese meetinstrumente (Ohmmeter, Voltmeter, Ammeter)

Dit kan u dien:

verwysings:[1] [2] [3]

Laat 'n antwoord

Jou e-posadres sal nie gepubliseer word nie. Verpligte velde gemerk met *

Hierdie webwerf gebruik Akismet om spam te verminder. Vind uit hoe jou kommentaar data verwerk is.