Εισαγωγή στο νόμο του Ohm:
Ο νόμος του Ωμ Είναι το σημείο εκκίνησης για την κατανόηση των βασικών βασικών στοιχείων της ηλεκτρικής ενέργειας. Από αυτήν την άποψη είναι σημαντικό να αναλυθεί η δήλωση του Νόμου του Ohm με πρακτικό θεωρητικό τρόπο. Λόγω της εμπειρίας μας στον τομέα, η ανάλυση αυτού του νόμου μας επιτρέπει ακόμη και να κάνουμε το όνειρο κάθε εξειδικευμένου προσωπικού στην περιοχή πραγματικότητα: δουλεύουμε λιγότερο και κάνουμε περισσότερα, αφού με τη σωστή ερμηνεία μπορούμε να εντοπίσουμε και να αναλύσουμε ηλεκτρικά σφάλματα. Σε όλο αυτό το άρθρο θα μιλήσουμε για τη σημασία του, την προέλευσή του, τη χρήση εφαρμογών και το μυστικό για να το κατανοήσουμε καλύτερα.¿Ποιος ανακάλυψε το νόμο του Ohm;
Τζορτζ Σίμον Οχμ (Erlangen, Βαυαρία, 16 Μαρτίου 1789-Μόναχο, 6 Ιουλίου 1854) ήταν Γερμανός φυσικός και μαθηματικός που συνέβαλε με το νόμο του Ohm στη θεωρία του ηλεκτρισμού.[1]. Ο Ohm είναι γνωστός για τη μελέτη και την ερμηνεία της σχέσης που υπάρχει μεταξύ της έντασης ενός ηλεκτρικού ρεύματος, της ηλεκτροκινητικής του δύναμης και της αντίστασής του, διατυπώνοντας το 1827 τον νόμο που φέρει το όνομά του που ορίζει ότι I = V / R. Η μονάδα ηλεκτρικής αντίστασης, το ωμ, πήρε το όνομά του. [1] (βλέπε σχήμα 1)
Τι δηλώνει ο νόμος του Ohm;
La Ο νόμος του Ωμ καθορίζει: Η ένταση του ρεύματος που διέρχεται από ένα ηλεκτρικό κύκλωμα είναι ευθέως ανάλογη με την τάση ή την τάση (διαφορά δυναμικού V) και αντιστρόφως ανάλογη με την ηλεκτρική αντίσταση που παρουσιάζει (βλ. σχήμα 2)Κατανοώντας ότι:
| Ποσό | Σύμβολο του νόμου του Ohm | Μονάδα μέτρησης | Rol | Σε περίπτωση που αναρωτιέστε: |
|---|---|---|---|---|
| Ένταση | E | Volt (V) | Πίεση που προκαλεί τη ροή των ηλεκτρονίων | E = ηλεκτροκινητική δύναμη ή επαγόμενη τάση |
| Τρέχουσα | I | Αμπέρ (Α) | Ένταση ηλεκτρικού ρεύματος | Ι = ένταση |
| Resistencia | R | Ωμ (Ω) | αναστολέας ροής | Ω = ελληνικό γράμμα ωμέγα |
- E= Διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού ή ηλεκτροκινητική δύναμη «παλιά σχολική περίοδος» (Volt «V»).
- I= Ένταση ηλεκτρικού ρεύματος (Αμπέρ "Amp.")
- R= Ηλεκτρική αντίσταση (Ωμ "Ω")
Σε τι χρησιμεύει ο νόμος του Ohm;
Αυτή είναι μια από τις πιο ενδιαφέρουσες ερωτήσεις που θέτουν στον εαυτό τους οι μαθητές ηλεκτρολογίας/ηλεκτρονικής των πρώτων βαθμίδων, όπου σας προτείνουμε να το κατανοήσετε πολύ καλά πριν συνεχίσετε ή προχωρήσετε σε άλλο θέμα. Ας το αναλύσουμε βήμα βήμα: Ηλεκτρική αντίσταση: Είναι η αντίθεση στη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος μέσω ενός αγωγού. Ηλεκτρικό ρεύμα: Είναι η ροή ηλεκτρικού φορτίου (ηλεκτρόνια) που διατρέχει έναν αγωγό ή υλικό. Η τρέχουσα ροή είναι το ποσό φόρτισης ανά μονάδα χρόνου, με τη μονάδα μέτρησης να είναι το Ampere (Amp). Διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού: Είναι μια φυσική ποσότητα που ποσοτικοποιεί τη διαφορά στο ηλεκτρικό δυναμικό μεταξύ δύο σημείων. Μπορεί επίσης να οριστεί ως η εργασία ανά μονάδα φόρτισης που ασκείται από το ηλεκτρικό πεδίο σε ένα φορτισμένο σωματίδιο για να το μετακινήσει μεταξύ δύο καθορισμένων θέσεων. Η μονάδα μέτρησης είναι το Volt (V).Συμπέρασμα
Ο νόμος του Ωμ Είναι το πιο σημαντικό εργαλείο για τη μελέτη των ηλεκτρικών κυκλωμάτων και μια θεμελιώδης βάση για σπουδές σταδιοδρομίας Ηλεκτρισμού και Ηλεκτρονικής σε όλα τα επίπεδα. Αφιερώνοντας χρόνο στην ανάλυσή του, σε αυτήν την περίπτωση που αναπτύχθηκε σε αυτό το άρθρο (στα άκρα του), είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε και να αναλύσουμε τα μυστικά για την αντιμετώπιση προβλημάτων.
Όπου μπορούμε να συμπεράνουμε σύμφωνα με την ανάλυση του νόμου του Ohm:
- Όσο υψηλότερη είναι η διαφορά δυναμικού (V) και τόσο χαμηλότερη είναι η αντίσταση (Ω): Όσο μεγαλύτερη είναι η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος (Amp).
- Μικρότερη διαφορά δυναμικού (V) και υψηλότερη αντίσταση (Ω) : Μικρότερη ένταση ηλεκτρικού ρεύματος (Amp).
Ασκήσεις για την κατανόηση και την εφαρμογή του νόμου του Ohm στην πράξη
Άσκηση 1
Εφαρμογή του Ο νόμος του Ωμ Στο παρακάτω κύκλωμα (σχήμα 3) με αντίσταση R1= 10 Ω και διαφορά δυναμικού E1= 12V εφαρμόζοντας το νόμο του Ohm, το αποτέλεσμα είναι: I=E1/R1 I= 12V/10 Ω I = 1.2 Amp.
Ανάλυση νόμου του Ohm (Παράδειγμα 1)
Για να αναλύσουμε τον νόμο του Ohm, θα μεταβούμε ουσιαστικά στο Kerepakupai Merú ή στο Angel Falls (Kerepakupai Merú στην αυτόχθουσα γλώσσα του Pemón, που σημαίνει "άλμα από το βαθύτερο μέρος"), είναι ο υψηλότερος καταρράκτης στον κόσμο, με ύψος 979 μ. (807 μ. Αδιάλειπτη πτώση), που προήλθε από το Auyantepuy. Βρίσκεται στο Εθνικό Πάρκο Canaima, Bolívar, Βενεζουέλα [2]. (βλέπε σχήμα 4)
- Το ύψος του καταρράκτη ως η διαφορά δυναμικού.
- Νερά εμπόδια το φθινόπωρο ως αντίσταση.
- Ο ρυθμός ροής νερού του καταρράκτη ως ένταση ηλεκτρικού ρεύματος
Άσκηση 2:
Σε ένα εικονικό ισοδύναμο υπολογίζουμε ένα κύκλωμα για παράδειγμα από το σχήμα 5:
Ανάλυση νόμου του Ohm (Παράδειγμα 2)
Τώρα σε αυτήν την εικονικοποίηση, για παράδειγμα, αν μεταφερθούμε σε έναν άλλο καταρράκτη, για παράδειγμα: Καταρράκτες Iguazú, στα σύνορα μεταξύ Βραζιλίας και Αργεντινής, στο Guaraní Iguazú σημαίνει "μεγάλο νερό" και είναι το όνομα που οι ντόπιοι κάτοικοι του Νότιου Κώνου της Αμερικής έδωσε το ποτάμι που τροφοδοτεί τους μεγαλύτερους καταρράκτες της Λατινικής Αμερικής, ένα από τα θαύματα του κόσμου. Ωστόσο, τα τελευταία καλοκαίρια είχαν προβλήματα με τη ροή του νερού.[3] (βλέπε εικόνα 6)
Άσκηση 3:
Όπου υποθέτουμε ότι αυτή η εικονική ανάλυση είναι E1= 100V και R1=1000 Ω (βλ. σχήμα 7) I = E1 / R1 I = 100V / 1000 Ω I= 0.1 Amp.
Ανάλυση νόμου του Ohm (Παράδειγμα 3)
Για αυτό το παράδειγμα, μερικοί από τους αναγνώστες μας μπορεί να ρωτήσουν και ποια είναι η ανάλυση εάν βελτιωθούν οι περιβαλλοντικές συνθήκες στον καταρράκτη Iguazú (κάτι που ελπίζουμε ότι θα συμβεί, θυμόμαστε ότι τα πάντα στη φύση πρέπει να έχουν μια ισορροπία). Στην εικονική ανάλυση, υποθέτουμε ότι η αντίσταση του εδάφους (στο πέρασμα της ροής) θεωρητικά είναι σταθερή, E θα ήταν η συσσωρευμένη διαφορά δυναμικού ανάντη όπου ως συνέπεια θα έχουμε μεγαλύτερη ροή ή στη σύγκριση μας ένταση ρεύματος (I ), θα ήταν για παράδειγμα: (βλ. εικόνα 8)
Άσκηση 4:
Σύμφωνα με το νόμο του Ohm, εάν αυξήσουμε τη διαφορά δυναμικού ή συσσωρεύσουμε την ηλεκτροκινητική του δύναμη υψηλότερη, διατηρώντας την αντίσταση σταθερή E1 = 700V και R1 = 1000 Ω- I = E1 / R1
- I = 700V / 1000 Ω
- I = 0.7 Amp
Ανάλυση του νόμου του Ohm για να κατανοήσει τα μυστικά του
Όταν κάποιος αρχίζει να μελετά το νόμο του Ohm, πολλοί αναρωτιούνται πώς ένας τόσο απλός νόμος μπορεί να έχει μυστικά; Στην πραγματικότητα δεν υπάρχει μυστικό αν το αναλύσουμε λεπτομερώς στα άκρα του. Με άλλα λόγια, η μη σωστή ανάλυση του νόμου μπορεί, για παράδειγμα, να μας κάνει να αποσυναρμολογήσουμε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα (είτε στην πράξη, σε μια συσκευή, ακόμη και σε βιομηχανικό επίπεδο) όταν αυτό μπορεί να είναι μόνο ένα κατεστραμμένο καλώδιο ή σύνδεσμος. Θα αναλύσουμε κατά περίπτωση:Περίπτωση 1 (ανοιχτό κύκλωμα):
- I = E1 / R
- I = 10V / ∞ Ω
Περίπτωση 2 (βραχυκύκλωμα κυκλώματος):
- I = E1 / R
- I = 10V / 0 Ω
Περίπτωση 3 (αστοχίες σύνδεσης ή καλωδίωσης)
Εάν φοβόμαστε σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα μια πηγή ισχύος E1 = 10V και ένα R1 = 10 Ω πρέπει να έχουμε σύμφωνα με το νόμο του Ohm.Άσκηση 5:
- I = E1 / R1
- I = 10V / 10 Ω
- I = 1 Amp
- VR1 = I x R1
- Όπου I = 0 Amp
- Φοβόμαστε VR1 = 0 Amp x 10 Ω = 0V
Τώρα αν τοποθετήσουμε το βολτόμετρο παράλληλα με το κατεστραμμένο καλώδιο, θα έχουμε την τάση του τροφοδοτικού, γιατί;
Από I = 0 Amp, η αντίσταση R1 (δεν έχει αντίθεση από το ηλεκτρικό ρεύμα δημιουργώντας μια εικονική γη) όπως ήδη αναλύσαμε VR1 = 0V Άρα έχουμε στο χαλασμένο καλώδιο (σε αυτή την περίπτωση) την Τάση του τροφοδοτικού.- V (κατεστραμμένο καλώδιο) = E1 - VR1
- V (κατεστραμμένο καλώδιο) = 10 V - 0 V = 10V
Μπορεί να σας εξυπηρετήσει:
- Η Δύναμη του Νόμου του Watt
- Οι δυνάμεις του νόμου του KIRCHHOFF
- Ο νόμος του Joule, με πρακτικές ασκήσεις και τις εφαρμογές τους.
Παραπομπές:[1] [2] [3]