Basis elektriciteittechnologie

Ohm's Law en zijn geheimen [STATEMENT]

Inleiding tot de wet van Ohm:

De wet van Ohm Het is het startpunt om de basisprincipes van elektriciteit te begrijpen. Vanuit dit oogpunt is het belangrijk om de verklaring van de wet van Ohm op een praktisch theoretische manier te analyseren. Dankzij onze ervaring in het veld, stelt de analyse van deze wet ons zelfs in staat om de droom van elk gespecialiseerd personeel in het gebied waar te maken: minder werken en meer presteren, want met een juiste interpretatie kunnen we elektrische storingen opsporen en analyseren. In dit artikel zullen we praten over het belang, de oorsprong, het gebruik van applicaties en het geheim om het beter te begrijpen.

¿Wie heeft de wet van Ohm ontdekt?

Georg simon ohm (Erlangen, Beieren; 16 maart 1789 - München, 6 juli 1854) was een Duitse natuurkundige en wiskundige die de wet van Ohm heeft bijgedragen aan de theorie van elektriciteit. Ohm staat bekend om het uitvoeren van de studie en interpretatie van de relatie die bestaat tussen de intensiteit van een elektrische stroom, de elektromotorische kracht en weerstand ervan, en formuleerde in 1827 de wet die zijn naam draagt ​​en die vaststelt dat Ik = V / R​ De eenheid van elektrische weerstand, de ohm, is naar hem vernoemd. [1] (zie figuur 1)
Georg Simon Ohm en zijn wet van Ohm (citeia.com)
Figuur 1 Georg Simon Ohm en zijn wet van Ohm (https://citeia.com)

Wat zegt de wet van Ohm?

La De wet van Ohm stelt vast: De intensiteit van de stroom die door een elektrisch circuit gaat, is recht evenredig met de spanning of spanning (potentiaalverschil V) en omgekeerd evenredig met de elektrische weerstand die het presenteert (zie figuur 2)

Begrijpen dat:

Kwantiteit Symbool van de wet van Ohm Maateenheid lijst Voor het geval je je afvraagt:
spanning E Volt (V) Druk die de stroom van elektronen veroorzaakt E = elektromotorische kracht of geïnduceerde spanning
stroom I Ampère (A) Elektrische stroomintensiteit ik = intensiteit
Resistencia R Ohm (Ω) stromingsremmer Ω = Griekse letter omega
formules van de wet van ohm
  • E= Elektrisch potentiaalverschil of elektromotorische kracht "old school term" (Volt "V").
  • I= Intensiteit van elektrische stroom (Amperes "Amp.")
  • R= Elektrische weerstand (Ohm "Ω")
Figuur 2; De wetformule van Ohm (https://citeia.com)

Waar is de wet van Ohm voor?

Dit is een van de meest interessante vragen die studenten elektriciteit/elektronica van het eerste niveau zichzelf stellen, waarbij we je aanraden het heel goed te begrijpen voordat je verder gaat of verdergaat met een ander onderwerp. Laten we het stap voor stap analyseren: Elektrische weerstand: Het is het verzet tegen de stroom van elektrische stroom door een geleider. Elektrische stroom: Het is de stroom van elektrische lading (elektronen) die door een geleider of materiaal loopt. De huidige stroom is de hoeveelheid lading per tijdseenheid, de meeteenheid is de Ampère (Amp). Elektrisch potentiaalverschil: Het is een fysieke grootheid die het verschil in elektrisch potentieel tussen twee punten kwantificeert. Het kan ook worden gedefinieerd als het werk per eenheidslading die wordt uitgeoefend door het elektrische veld op een geladen deeltje om het tussen twee bepaalde posities te verplaatsen. De meeteenheid is de Volt (V).

Conclusie

De wet van Ohm Het is het belangrijkste instrument voor de studie van elektrische circuits en een fundamentele basis voor studies van elektriciteit en elektronica-carrières op alle niveaus. Tijd besteden aan de analyse, in dit geval ontwikkeld in dit artikel (in zijn extremen), is essentieel om de geheimen voor het oplossen van problemen te begrijpen en te analyseren.

Waar we volgens de analyse van de wet van Ohm kunnen concluderen:

  • Hoe hoger het potentiaalverschil (V) en hoe lager de weerstand (Ω): hoe groter de intensiteit van de elektrische stroom (Amp).
  • Een lager potentiaalverschil (V) en hogere weerstand (Ω): Minder elektrische stroomsterkte (Amp).

Oefeningen om de wet van Ohm te begrijpen en in praktijk te brengen

Oefening 1

Het toepassen van de De wet van Ohm In het volgende circuit (figuur 3) met een weerstand R1= 10 Ω en potentiaalverschil E1= 12V volgens de wet van Ohm, is het resultaat: I=E1/R1 I= 12V/10 Ω I = 1.2 Amp.
Basis elektrisch circuit
Figuur 3 Elektrisch basiscircuit (https://citeia.com)

Ohm's Law Analysis (voorbeeld 1)

Om de wet van Ohm te analyseren, gaan we virtueel naar de Kerepakupai Merú of Angel Falls (Kerepakupai Merú in de inheemse taal Pemón, wat 'springen van de diepste plaats' betekent), het is de hoogste waterval ter wereld, met een hoogte van 979 m (807 m ononderbroken val), ontstaan ​​in de Auyantepuy. Het is gelegen in het Canaima National Park, Bolívar, Venezuela [2]. (zie figuur 4)
vergelijking van engelensprong en de wet van Ohm
Figuur 4. Analyse van de wet van Ohm (https://citeia.com)
Als we op fantasierijke wijze een analyse uitvoeren door de De wet van Ohm, waarbij we de volgende veronderstellingen maken:
  1. Cascadehoogte als het potentiële verschil.
  2. Waterhindernissen in de val als weerstand.
  3. De waterstroomsnelheid van de cascade als de elektrische stroomintensiteit

Oefening 2:

In een virtueel equivalent schatten we een circuit bijvoorbeeld uit figuur 5:
Ohm's wetanalyse
Figuur 5 Analyse van de lay van Ohm 1 (https://citeia.com)
Waarbij 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)

Nu in deze virtualisatie, bijvoorbeeld, als we naar een andere waterval verhuizen, bijvoorbeeld: Iguazú-watervallen, op de grens tussen Brazilië en Argentinië, in Guaraní Iguazú betekent "groot water", en het is de naam die de inheemse bewoners van de zuidelijke kegel of America gaf de rivier die de grootste watervallen van Latijns-Amerika voedt, een van de wereldwonderen. De afgelopen zomers hebben ze echter problemen gehad met de waterstroom.[3] (zie figuur 6)
virtuele vergelijking iguazu valt onder de wet van ohm
Figuur 6 Analyse van de wet van Ohm (https://citeia.com)

Oefening 3:

Waarbij we aannemen dat deze virtuele analyse E1= 100V en R1=1000 Ω is (zie figuur 7) Ik = E1 / R1 Ik = 100 V / 1000 Ω I= 0.1 Amp.
Analyse van de wet van Ohm 2
Figuur 7 Analyse van de wet van Ohm 2 (https://citeia.com)

Ohm's Law Analysis (voorbeeld 3)

Voor dit voorbeeld vragen sommige van onze lezers zich misschien af, en wat is de analyse als de omgevingsomstandigheden in de Iguazú-waterval verbeteren (wat we hopen dat het geval zal zijn, onthoudend dat alles in de natuur een evenwicht moet hebben). In de virtuele analyse nemen we aan dat de grondweerstand (tegen de doorgang van de stroom) in theorie een constante is, E zou het geaccumuleerde stroomopwaartse potentiaalverschil zijn, waardoor we meer stroom zullen hebben of in onze vergelijking de huidige intensiteit (I ), zou bijvoorbeeld zijn: (zie figuur 8)
het vergelijken van de Iguazú-waterval en de lag van Ohm
figuur 8 analyse van de wet van Ohm 3 (https://citeia.com)
citeia. com

Oefening 4:

Volgens de wet van Ohm, als we het potentiaalverschil vergroten of de elektromotorische kracht hoger accumuleren, de weerstand constant houden E1 = 700V en R1 = 1000 Ω (zie figuur 9)
  • Ik = E1 / R1  
  • Ik = 700 V / 1000 Ω
  • I = 0.7 Amp
We zien dat de stroomsterkte (Amp) in het circuit toeneemt.
electronisch circuit
Figuur 9 analyse van de wet van Ohm 4 (https://citeia.com)

De wet van Ohm analyseren om de geheimen ervan te begrijpen

Wanneer men de wet van Ohm begint te bestuderen, vragen velen zich af hoe zo'n relatief eenvoudige wet geheimen kan hebben? Eigenlijk is er geen geheim als we het tot in detail analyseren. Met andere woorden, het niet correct analyseren van de wet kan er bijvoorbeeld toe leiden dat we een elektrisch circuit demonteren (in de praktijk, in een apparaat, zelfs op industrieel niveau) terwijl het alleen een beschadigde kabel of connector kan zijn. We gaan geval per geval analyseren:

Geval 1 (open circuit):

analyse van een open elektrisch circuit
Afbeelding 10 Open elektrisch circuit (https://citeia.com)
Als we het circuit in figuur 10 analyseren, is volgens de wet van Ohm de voeding E1= 10V en is de weerstand in dit geval een isolator (lucht) die de neiging heeft oneindig ∞ te zijn. Dus we hebben:
  • Ik = E1 / R  
  • Ik = 10V / ∞ Ω
Waar de stroom meestal 0 Ampère is.

Geval 2 (kortgesloten circuit):

analyse van een kortgesloten elektrisch circuit
Figuur 11 Elektrisch circuit in kortsluiting (https://citeia.com)
In dit geval (figuur 11) is de voeding E=10V, maar de weerstand is een geleider die in theorie 0Ω heeft, dus in dit geval zou het een kortsluiting.
  • Ik = E1 / R  
  • Ik = 10 V / 0 Ω
Waar de stroom in theorie de neiging heeft om oneindig (∞) Amp te zijn. Wat de beveiligingssystemen (zekeringen) zou doen struikelen, zelfs in onze simulatiesoftware, veroorzaakte de waarschuwings- en foutalarmen. Hoewel moderne batterijen in werkelijkheid een beveiligingssysteem en stroombegrenzer hebben, raden we onze lezers aan om de aansluitingen te controleren en kortsluiting te vermijden (batterijen kunnen, als hun beveiligingssysteem faalt, ontploffen "Let op").

Geval 3 (verbindings- of bedradingsfouten)

Als we in een elektrisch circuit een stroombron E1 = 10V en een R1 = 10 Ω vrezen, moeten we volgens de wet van Ohm hebben;

Oefening 5:

  • Ik = E1 / R1  
  • Ik = 10 V / 10 Ω
  • I = 1 Amp
Nu gaan we ervan uit dat we in het circuit een storing hebben door een draad (intern gebroken of gebroken draad) of slechte verbinding, bijvoorbeeld figuur 12.
gebroken draad foutcircuit
Afbeelding 12 Circuit met intern gesplitste draadfout (https://citeia.com)
Zoals we al hebben geanalyseerd met een open weerstand, zal de beschadigde of gebroken geleider een soortgelijk gedrag vertonen. Elektrische stroomsterkte = 0 Amp. Maar als ik je vraag welke sectie (figuur 13) is A of B beschadigd? en hoe zouden ze het bepalen?
Analyse van circuitbreuken of gebroken draden
Figuur 13 Circuitanalyse met beschadigde of intern gebroken kabel (https://citeia.com)
Uw antwoord zou zeker zijn: laten we de continuïteit meten en eenvoudig detecteren welke van de kabels beschadigd is (dus we moeten de componenten loskoppelen en de E1-voeding uitschakelen), maar voor deze analyse gaan we ervan uit dat de bron niet eens kan zijn uitgeschakeld of alle bedrading loskoppelen, wordt de analyse nu interessanter? Een mogelijkheid is om een ​​voltmeter parallel aan het circuit te plaatsen zoals bijvoorbeeld figuur 14
Defecte circuitanalyse op basis van de wet van Ohm
Figuur 14 Defecte circuitanalyse (https://citeia.com)
Als de bron operationeel is, moet de voltmeter de standaardspanning markeren, in dit geval 10V.
Storingen in elektrische circuits analyseren met de wet van Ohm
Figuur 15 Defecte circuitanalyse volgens de wet van Ohm (https://citeia.com)
Als we de voltmeter parallel aan weerstand R1 plaatsen, is de spanning 0V als we deze analyseren door De wet van Ohm We hebben:
  • VR1 = Ik x R1
  • Waar I = 0 Amp
  • We vrezen VR1 = 0 Amp x 10 Ω = 0V
analyse van bedradingsfout volgens de wet van Ohm
Afbeelding 16 analyse van bedradingsfouten volgens de wet van Ohm (https://citeia.com)

Als we de voltmeter nu parallel aan de beschadigde draad plaatsen, hebben we de spanning van de voeding, waarom?

Aangezien I = 0 Amp, de weerstand R1 (heeft geen tegenstand van de elektrische stroom die een virtuele aarde creëert) zoals we al hebben geanalyseerd VR1 = 0V We hebben dus in de beschadigde kabel (in dit geval) de spanning van de voeding.
  • V (beschadigde draad) = E1 - VR1
  • V (beschadigde draad) = 10 V - 0 V = 10V
Ik nodig u uit om uw opmerkingen en twijfels achter te laten die we zeker zullen beantwoorden. Het kan u ook helpen elektrische storingen op te sporen in ons artikel over: Elektrische meetinstrumenten (Ohmmeter, Voltmeter, Ampèremeter)

Het kan u van dienst zijn:

referenties:[1] [2] [3]

Laat een reactie achter

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Ontdek hoe uw reactiegegevens worden verwerkt.