Úvod do Ohmovho zákona:
Ohmov zákon Je to východiskový bod pre pochopenie základných základov elektriny. Z tohto hľadiska je dôležité analyzovať tvrdenie Ohmovho zákona praktickým teoretickým spôsobom. Vďaka našim skúsenostiam v odbore nám analýza tohto zákona umožňuje splniť si sen každého špecializovaného personálu v tejto oblasti: pracujte menej a robte viac, pretože pri správnej interpretácii dokážeme zistiť a analyzovať elektrické poruchy. V tomto článku si povieme niečo o jeho dôležitosti, pôvode, použití aplikácií a tajomstve, aby sme tomu lepšie porozumeli.¿Kto objavil Ohmov zákon?
Georg Simon ohm (Erlangen, Bavorsko, 16. marca 1789 – Mníchov, 6. júla 1854) bol nemecký fyzik a matematik, ktorý prispel Ohmovým zákonom k teórii elektriny.[1]. Ohm je známy tým, že študuje a interpretuje vzťah medzi intenzitou elektrického prúdu, jeho elektromotorickou silou a odporom, pričom v roku 1827 sformuloval zákon, ktorý nesie jeho meno a ktorý stanovuje, že I = V / R. Jednotka elektrického odporu, ohm, je pomenovaná po ňom. [1] (pozri obrázok 1)
Čo hovorí Ohmov zákon?
La Ohmov zákon stanovuje: Intenzita prúdu, ktorý prechádza elektrickým obvodom, je priamo úmerná napätiu alebo napätiu (potenciálny rozdiel V) a nepriamo úmerná elektrickému odporu, ktorý predstavuje (pozri obrázok 2)Pochopenie, že:
| Cantidad | Symbol Ohmovho zákona | Merná jednotka | role | V prípade, že vás zaujíma: |
|---|---|---|---|---|
| napätie | E | Volt (V) | Tlak, ktorý spôsobuje tok elektrónov | E = elektromotorická sila alebo indukované napätie |
| Prúd | I | Ampér (A) | Intenzita elektrického prúdu | I = intenzita |
| Odpor | R | Ohm (Ω) | prietokový inhibítor | Ω = grécke písmeno omega |
- E= Rozdiel elektrického potenciálu alebo elektromotorická sila „stará škola“ (Volty „V“).
- I= Intenzita elektrického prúdu (Ampéry „Amp.“)
- R= Elektrický odpor (ohmy “Ω”)
Na čo slúži Ohmov zákon?
Toto je jedna z najzaujímavejších otázok, ktoré si kladú študenti prvého stupňa elektrotechniky/elektroniky, pričom odporúčame, aby ste jej veľmi dobre porozumeli skôr, ako budete pokračovať v inej téme alebo v nej budete pokračovať. Poďme to analyzovať krok za krokom: Elektrický odpor: Je to opozícia voči toku elektrického prúdu vodičom. Elektrický prúd: Je to tok elektrického náboja (elektrónov), ktorý prechádza vodičom alebo materiálom. Tok prúdu je množstvo náboja za jednotku času, ktorého mernou jednotkou je ampér (Amp). Rozdiel elektrického potenciálu: Je to fyzikálna veličina, ktorá kvantifikuje rozdiel v elektrickom potenciáli medzi dvoma bodmi. Môže sa tiež definovať ako práca na jednotku náboja vyvíjanú elektrickým poľom na nabitú časticu na jej pohyb medzi dvoma určenými polohami. Jeho mernou jednotkou je Volt (V).Záver
Ohmov zákon Je to najdôležitejší nástroj pre štúdium elektrických obvodov a základný základ pre štúdium elektrotechniky a elektroniky na všetkých úrovniach. Venovať čas jeho analýze, v tomto prípade rozvinutej v tomto článku (v jeho extrémoch), je nevyhnutné na pochopenie a analýzu tajomstiev pri riešení problémov.
Z čoho môžeme na základe analýzy Ohmovho zákona vyvodiť záver:
- Čím vyšší je potenciálny rozdiel (V) a tým nižší je odpor (Ω): Čím väčšia je intenzita elektrického prúdu (Amp).
- Nižší potenciálový rozdiel (V) a vyšší odpor (Ω): Menšia intenzita elektrického prúdu (Amp).
Cvičenia na pochopenie a uvedenie Ohmovho zákona do praxe
Cvičenie 1
Uplatňovanie Ohmov zákon V nasledujúcom obvode (obrázok 3) s odporom R1= 10 Ω a potenciálovým rozdielom E1= 12V podľa Ohmovho zákona je výsledok: I=E1/R1 I= 12V/10 Ω I = 1.2 Amp.
Analýza Ohmovho zákona (príklad 1)
Aby sme analyzovali Ohmov zákon, presunieme sa prakticky k vodopádom Kerepakupai Merú alebo Angel Falls (Kerepakupai Merú v domorodom jazyku Pemón, čo znamená „skok z najhlbšieho miesta“), je to najvyšší vodopád na svete s výškou 979 m (807 m nepretržitého pádu), pôvod v Auyantepuy. Nachádza sa v národnom parku Canaima, Bolívar, Venezuela [2]. (pozri obrázok 4)
- Výška kaskády ako potenciálny rozdiel.
- Vodné prekážky na jeseň ako odpor.
- Prietok vody kaskády ako intenzita elektrického prúdu
Cvičenie 2:
Vo virtuálnom ekvivalente odhadujeme obvod napríklad z obrázku 5:
Analýza Ohmovho zákona (príklad 2)
Teraz v tejto virtualizácii, ak sa napríklad presunieme k ďalšiemu vodopádu: vodopády Iguazú, na hranici medzi Brazíliou a Argentínou, v Guaraní Iguazú znamená „veľká voda“, a to je názov, ktorý domorodí obyvatelia Južného kužeľa Ameriky dal rieke, ktorá napája najväčšie vodopády v Latinskej Amerike, jeden z divov sveta. V posledných letách však mali problémy s prietokom vody.[3] (pozri obrázok 6)
Cvičenie 3:
Ak predpokladáme, že táto virtuálna analýza je E1= 100 V a R1=1000 Ω (pozri obrázok 7), I=E1/R1 I= 100V/1000 Ω I= 0.1 Amp.
Analýza Ohmovho zákona (príklad 3)
V tomto príklade sa niektorí naši čitatelia môžu pýtať, aká je analýza, ak sa podmienky prostredia vo vodopáde Iguazú zlepšia (čo dúfame, že bude, pamätajúc na to, že všetko v prírode musí mať rovnováhu). Vo virtuálnej analýze predpokladáme, že zemný odpor (pri prechode toku) je teoreticky konštantný, E by bol akumulovaný potenciálny rozdiel proti prúdu, kde v dôsledku toho budeme mať väčší prietok alebo v našom porovnaní intenzitu prúdu (I ), bude napríklad: (pozri obrázok 8)
Cvičenie 4:
Podľa Ohmovho zákona, ak zvýšime rozdiel potenciálov alebo akumulujeme jeho elektromotorickú silu vyššiu, udržiavame konštantný odpor E1 = 700 V a R1 = 1000 Ω (pozri obrázok 9)- I = E1 / R1
- I = 700V / 1000 Ω
- I = 0.7 amp
Analýza Ohmovho zákona, aby sme pochopili jeho tajomstvá
Keď človek začne študovať Ohmov zákon, mnohí sa čudujú, ako môže mať taký relatívne jednoduchý zákon nejaké tajomstvá? V skutočnosti nie je žiadnym tajomstvom, ak ho podrobne analyzujeme v jeho extrémoch. Inými slovami, nesprávne rozobratie zákona nám môže spôsobiť napríklad demontáž elektrického obvodu (či už v praxi, v spotrebiči, aj na priemyselnej úrovni), keď môže ísť len o poškodený kábel alebo konektor. Budeme analyzovať prípad od prípadu:Prípad 1 (otvorený obvod):
- I = E1 / R
- I = 10 V / ∞ Ω
Prípad 2 (skratovaný obvod):
- I = E1 / R
- I = 10V / 0 Ω
Prípad 3 (poruchy pripojenia alebo zapojenia)
Ak sa bojíme v elektrickom obvode zdroja energie E1 = 10V a R1 = 10 Ω, musíme to mať podľa Ohmovho zákona;Cvičenie 5:
- I = E1 / R1
- I = 10V / 10 Ω
- I = 1 amp
- VR1 = I x R1
- Kde I = 0 Amp
- Obávame sa, že VR1 = 0 Amp x 10 Ω = 0V
Teraz, keď umiestnime voltmetr paralelne k poškodenému káblu, budeme mať napätie napájacieho zdroja, prečo?
Pretože I = 0 Amp, odpor R1 (nemá odpor od elektrického prúdu vytvárajúceho virtuálnu zem) ako sme už analyzovali VR1 = 0V Takže máme v poškodenom kábli (v tomto prípade) Napätie napájacieho zdroja.- V (poškodený vodič) = E1 - VR1
- V (poškodený vodič) = 10 V - 0 V = 10V
Môže vám slúžiť:
- Sila Wattovho zákona
- Právomoci KIRCHHOFFOVHO zákona
- Jouleho zákon s praktickými cvičeniami a ich aplikáciami.
Referencias:[1] [2] [3]