Pagrindinė elektratechnologija

Ohmo įstatymas ir jo paslaptys [PAREIŠKIMAS]

Įvadas į Ohmo įstatymą:

Ohmo įstatymas Tai yra atspirties taškas norint suprasti pagrindinius elektros energijos pagrindus. Šiuo požiūriu svarbu praktiškai teoriškai išanalizuoti Ohmo dėsnio teiginį. Atsižvelgiant į mūsų patirtį šioje srityje, šio įstatymo analizė leidžia mums įgyvendinti bet kurio specializuoto personalo svajonę šioje srityje: dirbkite mažiau ir atlikite daugiau, nes teisingai interpretuodami galime aptikti ir išanalizuoti elektros gedimus. Šiame straipsnyje mes kalbėsime apie jo svarbą, kilmę, programų naudojimą ir paslaptį, kad geriau jį suprastume.

¿Kas atrado Ohmo įstatymą?

Georgas Simonas omas (Erlangenas, Bavarija; 16 m. Kovo 1789 d. - Miunchenas, 6 m. Liepos 1854 d.) - vokiečių fizikas ir matematikas, prisidėjęs prie Ohmo dėsnio prie elektros teorijos. [1] Omas yra žinomas dėl elektros srovės intensyvumo, jos elektromotorinės jėgos ir pasipriešinimo santykio studijavimo ir aiškinimo, 1827 m. Suformuluodamas jo vardo įstatymą, kuriame teigiama, kad Aš = V / R. Elektros varžos vienetas omas yra pavadintas jo vardu [1] (žr. 1 paveikslą).
Georgas Simonas Ohmas ir jo Ohmo įstatymas (citeia.com)
1 paveikslas Georgo Simono Ohmo ir jo Ohmo įstatymas (https://citeia.com)

Ką sako Ohmo įstatymas?

La Ohmo įstatymas nustato: elektros srovės stipris per elektros grandinę yra tiesiogiai proporcingas įtampai ar įtampai (potencialų skirtumas V) ir atvirkščiai proporcingas jos sukeliamai elektrinei varžai (žr. 2 pav.)

Suprasti, kad:

Kiekis Omo įstatymo simbolis Matavimo vienetas Rol Jei jums įdomu:
Įtampa E voltas (V) Slėgis, sukeliantis elektronų srautą E = elektrovaros jėga arba indukuota įtampa
Srautas I Amperas (A) Elektros srovės stipris I = intensyvumas
Atsparumas R Omas (Ω) srauto inhibitorius Ω = graikų raidė omega
Omo dėsnio formules
  • E= Elektrinio potencialo skirtumas arba elektrovaros jėga „senosios mokyklos terminas“ (voltai „V“).
  • I= Elektros srovės stipris (Amperais „Amp.“)
  • R= elektrinė varža (omų „Ω“)
2 paveikslas; Ohmo įstatymo formulė (https://citeia.com)

Kam skirtas Ohmo įstatymas?

Tai vienas įdomiausių klausimų, kuriuos sau užduoda pirmojo lygio elektros / elektronikos studentai, kur siūlome tai gerai suprasti prieš tęsiant ar pereinant prie kitos temos. Mes analizuosime tai žingsnis po žingsnio: Elektrinis varža: Tai priešprieša elektros srovės tekėjimui per laidininką. Elektros srovė: Tai yra elektrinio krūvio (elektronų) srautas, einantis per laidininką ar medžiagą. Dabartinis srautas yra įkrovos kiekis per laiko vienetą, jo matavimo vienetas yra Amperas (Amp). Elektrinio potencialo skirtumas: Tai yra fizinis dydis, kuris kiekybiškai įvertina elektrinio potencialo skirtumą tarp dviejų taškų. Tai taip pat gali būti apibrėžta kaip darbas, tenkantis vienam įkrovos vienetui, kurį elektrinis laukas padaro įkrautai dalelei, kad ji judėtų tarp dviejų nustatytų vietų. Jo matavimo vienetas yra Voltas (V).

Išvada

Ohmo įstatymas Tai yra svarbiausia priemonė elektros grandinėms studijuoti ir pagrindinis pagrindas tiriant elektros ir elektronikos karjerą visais lygmenimis. Skirti laiko analizei, šiuo atveju išplėtotą šiame straipsnyje (kraštutinumuose), būtina suprasti ir išanalizuoti trikčių šalinimo paslaptis.

Kur galime padaryti išvadą pagal Ohmo dėsnio analizę:

  • Kuo didesnis potencialų skirtumas (V) ir mažesnė varža (Ω): tuo didesnis elektros srovės intensyvumas (Amp).
  • Kuo mažesnis potencialų skirtumas (V) ir didesnis pasipriešinimas (Ω): Mažesnis elektros srovės intensyvumas (Amp).

Pratimai, skirti suprasti ir pritaikyti Omo dėsnį

1 pratimas

Taikant Ohmo įstatymas Šioje grandinėje (3 pav.), kurios varža R1= 10 Ω ir potencialų skirtumas E1= 12V, taikant Ohmo dėsnį, rezultatas yra: I=E1/R1 I= 12V/10 Ω I = 1.2 Amp.
Pagrindinė elektros grandinė
3 paveikslas Pagrindinė elektros grandinė (https://citeia.com)

Ohmo dėsnio analizė (1 pavyzdys)

Norėdami išanalizuoti Ohmo dėsnį, mes praktiškai pereisime prie Kerepakupai Merú arba Angelo krioklio (Kerepakupai Merú Pemón aborigenų kalba, o tai reiškia „šuolis iš giliausios vietos“), tai yra aukščiausias krioklys pasaulyje, kurio aukštis yra 979 m (807 m nepertraukiamo kritimo), kilę iš Auyantepuy. Jis yra Canaima nacionaliniame parke, Bolivare, Venesueloje [2]. (žr. 4 paveikslą)
angelo šuolio ir Ohmo dėsnio palyginimas
4 paveikslas. Ohmo dėsnio analizė (https://citeia.com)
Jei vaizduotei atliktume analizę, taikydami Ohmo įstatymas, darant šias prielaidas:
  1. Kaskados aukštis kaip galimas skirtumas.
  2. Vandens kliūtys rudenį kaip pasipriešinimas.
  3. Kaskados vandens srauto greitis kaip elektros srovės intensyvumas

2 pratimas:

Virtualia ekvivalente mes įvertiname grandinę, pavyzdžiui, iš 5 paveikslo:
Ohmo dėsnio analizė
5 paveikslas Ohmo 1 klojimo analizė (https://citeia.com)
Kur E1= 979V ir R1=100 Ω I=E1/R1 I= 979V/100 Ω I= 9.79 Amp.
citaia.com

Ohmo dėsnio analizė (2 pavyzdys)

Pavyzdžiui, vykdydami šią virtualizaciją, jei pereisime, pavyzdžiui, į kitą krioklį: Iguazu krioklys, esantis pasienyje tarp Brazilijos ir Argentinos, Guaraní Iguazú reiškia „didelį vandenį“, ir tai yra vardas, kurį vietiniai pietų gyventojų gyventojai turi. Amerikos konusui jie davė upę, kuri maitina didžiausius Lotynų Amerikos krioklius, vieną iš pasaulio stebuklų. Tačiau pastarosiomis vasaromis jie turėjo problemų su vandens tekėjimu [3]. (žr. 6 paveikslą)
Iguazu krioklio virtualus palyginimas su omo įstatymu
6 paveikslas. Ohmo dėsnio analizė (https://citeia.com)

3 pratimas:

Manoma, kad ši virtuali analizė yra E1 = 100V ir R1 = 1000 Ω (žr. 7 paveikslą) I = E1 / R1 I = 100V / 1000 Ω I = 0.1 Amp.
Ohmo dėsnio analizė 2
7 pav. Ohmo dėsnio 2 analizė (https://citeia.com)

Ohmo dėsnio analizė (3 pavyzdys)

Dėl šio pavyzdžio kai kurie mūsų skaitytojai gali paklausti, o kokia analizė, jei aplinkos sąlygos Iguazú krioklyje pagerės (tikimės, kad taip ir bus, prisimindami, kad gamtoje viskas turi būti subalansuota). Virtualioje analizėje darome prielaidą, kad įžeminimo varža (srauto pratekėjimui) teoriškai yra pastovi, o E būtų sukauptas potencialų skirtumas prieš srovę, kur dėl to turėsime didesnį srautą arba palyginus srovės intensyvumą (I ), būtų, pavyzdžiui: (žr. 8 pav.)
lyginant Iguazú krioklį su Ohmo klojimu
8 pav. Ohmo 3 įstatymo analizė (https://citeia.com)
citaia.com

4 pratimas:

Pagal Omo dėsnį, jei padidinsime potencialų skirtumą arba padidinsime jo elektromotorinę jėgą, išlaikydami varžą pastovią E1 = 700 V ir R1 = 1000 Ω (žr. 9 pav.)
  • I = E1 / R1  
  • I = 700V / 1000 Ω
  • I = 0.7 ampero
Pastebime, kad srovės stipris (Amp) grandinėje didėja.
elektros grandinė
9 pav. Ohmo dėsnio 4 analizė (https://citeia.com)

Analizuojant Ohmo dėsnį, kad suprastume jo paslaptis

Kai pradedi studijuoti Ohmo dėsnį, daugelis susimąsto, kaip toks palyginti paprastas įstatymas gali turėti kokių nors paslapčių? Iš tikrųjų nėra paslapties, jei ją išsamiai išanalizuosime jos galuose. Kitaip tariant, netinkamai analizuodami įstatymą, galime, pavyzdžiui, priversti išardyti elektros grandinę (praktiškai prietaisą net pramoniniu lygmeniu), kai tai gali būti tik pažeistas laidas ar jungtis. Mes analizuosime kiekvieną atvejį atskirai:

1 atvejis (atvira grandinė):

atviros elektros grandinės analizė
10 paveikslas Atvira elektros grandinė (https://citeia.com)
Jei analizuosime grandinę, pavaizduotą 10 paveiksle, pagal Ohmo įstatymą maitinimo šaltinis E1 = 10V, o varža šiuo atveju yra izoliatorius (oras), kuris paprastai yra begalinis ∞. Taigi mes turime:
  • Aš = E1 / R  
  • I = 10V / ∞ Ω
Kur srovė linkusi būti 0 amperų.

2 atvejis (trumpasis jungimas):

trumpojo elektros grandinės analizė
11 paveikslas Trumpojo jungimo elektros grandinė (https://citeia.com)
Šiuo atveju (11 paveikslas) maitinimo šaltinis yra E = 10V, tačiau varža yra laidininkas, kuris teoriškai turi 0Ω, taigi šiuo atveju tai būtų trumpas sujungimas.
  • Aš = E1 / R  
  • I = 10V / 0 Ω
Kur srovė teoriškai linkusi būti begalinė (∞) Amp. Kas netrukdytų apsaugos sistemoms (saugikliams), net mūsų modeliavimo programinė įranga sukėlė atsargumo ir gedimų aliarmus. Nors iš tikrųjų šiuolaikinėse baterijose yra apsaugos sistema ir srovės ribotuvas, mes rekomenduojame savo skaitytojams patikrinti jungtis ir vengti trumpojo jungimo (baterijos, jei sugedo jų apsaugos sistema, gali sprogti „Atsargiai“).

3 atvejis (prijungimo ar laidų gedimai)

Jei elektros grandinėje bijome maitinimo šaltinio E1 = 10V ir R1 = 10 Ω, privalome turėti pagal Ohmo dėsnį;

5 pratimas:

  • I = E1 / R1  
  • I = 10V / 10 Ω
  • I = 1 ampero
Dabar manome, kad grandinėje yra laido (viduje nutrūkusio ar nutrūkusio laido) arba blogo ryšio gedimas, pavyzdžiui, 12 pav.
sugedusi laido gedimo grandinė
12 paveikslas Grandinė su vidinio padalinto laido gedimu (https://citeia.com)
Kaip mes jau analizavome su atviru rezistoriumi, pažeistas ar sugedęs laidininkas elgsis panašiai. Elektros srovės intensyvumas = 0 Amp. Bet jei paklausiu, kuri dalis (13 pav.) Yra pažeista A ar B? ir kaip jie tai nustatytų?
Nutrūkusių ar sugedusių laidų grandinės analizė
13 paveikslas Grandinės analizė sugadintu arba viduje sugedusiu kabeliu (https://citeia.com)
Tikrai jūsų atsakymas būtų toks: išmatuokime tęstinumą ir paprasčiausiai nustatysime, kuris iš kabelių yra pažeistas (todėl turime atjungti komponentus ir išjungti E1 maitinimo šaltinį), tačiau atlikdami šią analizę manysime, kad šaltinio net negalima išjungė ar atjungė bet kokius laidus, dabar analizė tampa įdomesnė? Viena iš galimybių yra įdėti voltmetrą lygiagrečiai grandinei, kaip, pavyzdžiui, 14 paveiksle
Klaidinga grandinės analizė naudojant Ohmo dėsnį
14 pav. Neteisinga grandinės analizė (https://citeia.com)
Jei šaltinis veikia, voltmetras turėtų pažymėti numatytąją įtampą, šiuo atveju 10 V.
Analizuojant elektros grandinės gedimus pagal Ohmo dėsnį
15 pav. Neteisingos grandinės analizė pagal Ohmo įstatymą (https://citeia.com)
Jei voltmetrą pastatysime lygiagrečiai rezistoriui R1, įtampa yra 0 V, jei ją analizuosime Ohmo įstatymas Mes turime:
  • VR1 = I x R1
  • Kur I = 0 Amp
  • Mes bijome VR1 = 0 Amp x 10 Ω = 0V
analizuojant laidų gedimą pagal Ohmo įstatymą
16 paveikslas, kuriame analizuojamas laidų gedimas pagal Ohmo įstatymą (https://citeia.com)

Jei įtampos matuoklį statysime lygiagrečiai pažeistai vielai, turėsime maitinimo įtampą, kodėl?

Kadangi I = 0 Amp, varža R1 (neturi prieštaravimo elektros srovei, kuriančiai virtualią žemę), kaip jau analizavome VR1 = 0V Taigi pažeistame kabelyje (šiuo atveju) yra maitinimo šaltinio įtampa.
  • V (pažeista viela) = E1 - VR1
  • V (pažeista viela) = 10 V - 0 V = 10V
Kviečiu palikti savo pastabas ir abejones, į kurias tikrai atsakysime. Tai taip pat gali padėti aptikti elektros gedimus mūsų straipsnyje apie Elektriniai matavimo prietaisai (omometras, voltmetras, ampermetras)

Tai gali jums pasitarnauti:

Nuorodos:[1] [2] [3]

Palikite atsakymą

Jūsų elektroninio pašto adresas nebus skelbiamas. Privalomi laukai yra pažymėti *

Ši svetainė naudoja "Akismet", kad sumažintų šlamštą. Sužinokite, kaip apdorojami jūsų komentarų duomenys.