מבוא לחוק אוהם:
חוק אוהם זוהי נקודת המוצא להבנת היסודות הבסיסיים של חשמל. מנקודת מבט זו חשוב לנתח את הצהרת חוק אוהם באופן תיאורטי מעשי. בשל ניסיוננו בתחום, ניתוח החוק הזה אף מאפשר לנו להגשים את חלומם של כל אנשי הצוות המתמחים באזור: לעבוד פחות ולבצע יותר מכיוון שעם פרשנות נכונה אנו יכולים לזהות ולנתח תקלות חשמליות. לאורך מאמר זה נדבר על חשיבותו, מקורו, השימוש באפליקציות והסוד להבנתו טוב יותר.¿מי גילה את החוק של אוהם?
ג'ורג 'סימון אוהם (ארלנגן, בוואריה; 16 במרץ 1789-מינכן, 6 ביולי 1854) היה פיזיקאי ומתמטיקאי גרמני שתרם את חוק אוהם לתורת החשמל. [1] אוהם ידוע בחקרו ובפרשנותו של הקשר בין עוצמת הזרם החשמלי, כוחו האלקטרו-מוטורי והתנגדותו, וגיבש בשנת 1827 את החוק הנושא את שמו הקובע כי אני = V / R. יחידת ההתנגדות החשמלית, אוהם, נקראת על שמו. [1] (ראה איור 1)
מה קובע החוק של אוהם?
La חוק אוהם קובע: עוצמת הזרם העוברת במעגל חשמלי עומדת ביחס ישר למתח או למתח (הפרש פוטנציאלי V) וביחס הפוך להתנגדות החשמלית שהוא מציג (ראה איור 2)הבנת:
| כמות | סמל החוק של אוהם | יחידת מידה | רול | למקרה שאתה תוהה: |
|---|---|---|---|---|
| מתח | E | וולט (V) | לחץ הגורם לזרימת אלקטרונים | E = כוח אלקטרו-מוטורי או מתח מושרה |
| קורינטה | I | אמפר (א) | עוצמת זרם חשמלי | אני = עוצמה |
| התנגדות | R | אוהם (Ω) | מעכב זרימה | Ω = אומגה באות יוונית |
- E= הפרש פוטנציאל חשמלי או כוח אלקטרו-מוטורי "מונח בית ספר ישן" (וולט "V").
- I= עוצמת הזרם החשמלי (אמפר "אמפר").
- R= התנגדות חשמלית (אוהם "Ω")
לשם מה החוק אוהם?
זו אחת השאלות המעניינות ביותר ששואלים את עצמם תלמידי חשמל / אלקטרוניקה ברמות הראשונות, שם אנו ממליצים להבין זאת היטב לפני שממשיכים או מתקדמים בנושא אחר. אנו הולכים לנתח זאת שלב אחר שלב: התנגדות חשמלית: זו ההתנגדות לזרימת הזרם החשמלי דרך מוליך. זרם חשמלי: זרימת המטען החשמלי (אלקטרונים) עוברת דרך מוליך או חומר. הזרימה הנוכחית היא כמות המטען ליחידת זמן, ויחידת המדידה שלה היא אמפר (אמפר). הבדל פוטנציאלי חשמלי: זוהי כמות פיזית המכמתת את ההבדל בפוטנציאל החשמלי בין שתי נקודות. ניתן להגדיר זאת גם כעבודה ליחידת מטען שמפעיל השדה החשמלי על חלקיק טעון כדי להעביר אותו בין שני מצבים נקבעים. יחידת המדידה שלה היא וולט (V).מסקנה
חוק אוהם זהו הכלי החשוב ביותר ללימודי מעגלים חשמליים ובסיס בסיסי ללימודי קריירה בחשמל ואלקטרוניקה בכל הרמות. הקדשת זמן הניתוח שלו, במקרה זה שפותח במאמר זה (בקיצוניותו), חיונית להבנת ולניתוח הסודות לפתרון בעיות.
היכן נוכל להסיק על פי ניתוח חוק אוהם:
- ככל שההפרש הפוטנציאלי גבוה יותר (V) וההתנגדות נמוכה יותר (Ω): עוצמת הזרם החשמלי (Amp) גדולה יותר.
- ככל שההפרש הפוטנציאלי נמוך יותר (V) וההתנגדות הגבוהה יותר (Ω): פחות עוצמת זרם חשמלי (Amp).
תרגילים להבנה ויישום של חוק אוהם
תרגיל 1
החלת ה- חוק אוהם במעגל הבא (איור 3) עם התנגדות R1= 10 Ω והפרש פוטנציאל E1= 12V תוך יישום חוק אוהם, התוצאה היא: I=E1/R1 I= 12V/10 Ω I = 1.2 Amp.
ניתוח חוק אוהם (דוגמה 1)
כדי לנתח את חוק אוהם אנו הולכים לעבור באופן וירטואלי לקרפאקופאי מרו או למפלי אנג'ל (קרפקופאי מרו בשפת האבוריג'ינים של פמון, שפירושה "קפיצה מהמקום העמוק ביותר"), זהו המפל הגבוה ביותר בעולם, עם גובה של 979 מ '(807 מ' נפילה ללא הפרעה), מקורם באויאנטפוי. הוא ממוקם בפארק הלאומי קנאיימה, בוליבאר, ונצואלה [2]. (ראה איור 4)
- גובה המפל כהבדל הפוטנציאל.
- מכשולי מים בסתיו כהתנגדות.
- קצב זרימת המים של המפל כעוצמת הזרם החשמלי
תרגיל 2:
בשווה ערך וירטואלי אנו מעריכים מעגל למשל באיור 5:
ניתוח חוק אוהם (דוגמה 2)
עכשיו בווירטואליזציה אלה, למשל, אם נעבור למפל אחר למשל: מפלי איגואסו, על הגבול בין ברזיל לארגנטינה, בגוארני איגואסו פירושו "מים גדולים", וזה השם שהתושבים הילידים בדרום קונוס אמריקה הם נתנו לנהר המאכיל את המפלים הגדולים ביותר באמריקה הלטינית, אחד מפלאי העולם. עם זאת, בקיץ האחרון היו להם בעיות בזרימת המים. [3] (ראה איור 6)
תרגיל 3:
איפה אנו מניחים שניתוח וירטואלי זה הוא E1 = 100V ו- R1 = 1000 Ω (ראה איור 7) אני = E1 / R1 אני = 100V / 1000 Ω אני = 0.1 אמפר.
ניתוח חוק אוהם (דוגמה 3)
לגבי דוגמה זו, חלק מהקוראים שלנו עשויים לשאול, ומה הניתוח אם התנאים הסביבתיים במפל האיגואסו ישתפרו (מה שאנו מקווים שיהיה כך, תוך זכור שכל דבר בטבע חייב להיות מאוזן). בניתוח הוירטואלי, אנו מניחים שהתנגדות הקרקע (למעבר הזרימה) בתיאוריה היא קבועה, E יהיה הפרש הפוטנציאל המצטבר במעלה הזרם וכתוצאה מכך תהיה לנו יותר זרימה או בהשוואה עוצמת הזרם שלנו (I ), יהיה למשל: (ראה איור 8)
תרגיל 4:
על פי חוק אוהם, אם נגדיל את הפרש הפוטנציאל או נצבור את כוחו האלקטרו-מנוע גבוה יותר, תוך שמירה על קבוע ההתנגדות E1 = 700V ו- R1 = 1000 Ω (ראה איור 9)- אני = E1 / R1
- אני = 700V / 1000 Ω
- אני = 0.7 אמפר
ניתוח חוק אוהם כדי להבין את סודותיו
כאשר אתה מתחיל ללמוד את חוק אוהם, רבים תוהים, כיצד יכול להיות לחוק כה פשוט יחסית סודות כלשהם? במציאות אין שום סוד אם ננתח אותו בפירוט בקצותיו. במילים אחרות, אי ניתוח החוק בצורה נכונה יכול, למשל, לגרום לנו לפרק מעגל חשמלי (בפועל, מכשיר אפילו ברמה תעשייתית) כאשר זה יכול להיות רק כבל או מחבר פגום. אנו הולכים לנתח כל מקרה לגופו:מקרה 1 (מעגל פתוח):
- אני = E1 / R
- אני = 10V / ∞ Ω
מקרה 2 (מעגל קצר):
- אני = E1 / R
- אני = 10V / 0 Ω
מקרה 3 (כשלים בחיבור או בחיווט)
אם אנו חוששים במעגל חשמלי שמקור כוח E1 = 10V ו- R1 = 10 Ω חייבים להיות לנו על פי חוק אוהם;תרגיל 5:
- אני = E1 / R1
- אני = 10V / 10 Ω
- אני = 1 אמפר
- VR1 = אני x R1
- איפה אני = 0 אמפר
- אנו חוששים ש- VR1 = 0 אמפר x 10 Ω = 0 וולט
עכשיו אם נציב את מד המתח במקביל לכבל הפגום יהיה לנו המתח של ספק הכוח, מדוע?
מכיוון שאני = 0 אמפר, ההתנגדות R1 (אין לו שום התנגדות מהזרם החשמלי היוצר כדור הארץ וירטואלי) כפי שכבר ניתחנו VR1 = 0V אז יש לנו בכבל הפגום (במקרה זה) את המתח של ספק הכוח.- V (חוט פגום) = E1 - VR1
- V (חוט פגום) = 10 V - 0 V = 10 V.
זה יכול לשרת אותך:
הפניות:[1] [2] [3]