Uporaba Ohmovega zakona v praksi

Želel bi začeti razlagati načelo delovanja enega od osnovnih zakonov elektrotehnike z alegorijo - prikazuje majhno karikaturo 1 od treh ljudi z imenom "Voltage U," "Resistance R" in "Current I."

Kaže, da se "Tok" poskuša splaziti skozi krčenje v cevi, ki jo "Upor" pridno zateguje. Hkrati "Voltage" naredi največji možni napor za prehod, pritisnite "Current".

Ta risba je opomin na to elektrika Je urejeno gibanje nabitih delcev v določenem mediju. Njihovo gibanje je možno pod vplivom uporabljene zunanje energije, ki ustvarja potencialno razliko - napetost. Notranje sile žic in elementov vezja zmanjšajo velikost toka, se upirajo njegovemu gibanju.

Razmislite o preprostem diagramu 2, ki pojasnjuje delovanje Ohmovega zakona za odsek tokokroga enosmernega toka.

Kot vir napetosti U uporabljamo baterijo, ki ga na točkah A in B povežemo z debelimi in hkrati kratkimi žicami na upor R.Predpostavimo, da žice ne vplivajo na vrednost toka I skozi upor R.

Formula (1) izraža razmerje med uporom (ohmi), napetostjo (volti) in tokom (amperi). Pokličejo jo Ohmov zakon za odsek vezja… Krog s formulo olajša zapomnitev in uporabo za izražanje katerega koli od sestavnih parametrov U, R ali I (U je nad pomišljajem, R in I pa sta spodaj).

Če morate določiti enega od njih, ga mentalno zaprite in delajte z drugima dvema in izvajajte aritmetične operacije. Ko so vrednosti v eni vrstici, jih pomnožimo. In če se nahajajo na različnih ravneh, izvedemo delitev zgornjega na spodnjega.

Ta razmerja so prikazana v formulah 2 in 3 na sliki 3 spodaj.

V tem vezju se za merjenje toka uporablja ampermeter, ki je zaporedno vezan na breme R, napetost pa je voltmeter, ki je vzporedno vezan na točki 1 in 2 upora. Ob upoštevanju konstrukcijskih značilnosti naprav, recimo, da ampermeter ne vpliva na tok v tokokrogu, voltmeter pa ne vpliva na napetost.

Določitev upora po Ohmovem zakonu

Z odčitki naprav (U = 12 V, I = 2,5 A) lahko uporabite formulo 1 za določitev vrednosti upora R = 12 / 2,5 = 4,8 Ohm.

V praksi je to načelo vključeno v delovanje merilnih naprav - ohmmetrov, ki določajo aktivni upor različnih električnih naprav.Ker jih je mogoče konfigurirati za merjenje različnih razponov vrednosti, so razdeljeni na mikroome in miliohme, ki delujejo z nizkim uporom, ter tera-, higo- in megohme- merijo zelo velike vrednosti.

Za posebne delovne pogoje se proizvajajo:

• prenosni;

• ščit;

• laboratorijski modeli.

Načelo delovanja ohmmetra

Magnetoelektrične naprave se običajno uporabljajo za meritve, čeprav so bile elektronske (analogne in digitalne) naprave pred kratkim široko uvedene.

Ohmmeter magnetoelektričnega sistema uporablja omejevalnik toka R, ki skozi njega prepušča samo miliampere in občutljivo merilno glavo (miliampermeter). Reagira na pretok majhnih tokov skozi napravo zaradi interakcije dveh elektromagnetnih polj iz trajnega magneta N-S in polja, ki ga ustvari tok, ki teče skozi navitje tuljave 1 s prevodno vzmetjo 2.

Zaradi interakcije sil magnetnih polj puščica naprave odstopa od določenega kota. Lestvica na glavi je takoj graduirana v ohmih za lažje upravljanje. V tem primeru se uporablja izraz tokovnega upora po formuli 3.

Ohmmeter mora vzdrževati stabilno napajalno napetost iz baterije, da zagotovi natančne meritve. V ta namen se izvede kalibracija z dodatnim regulacijskim uporom R reg. Z njegovo pomočjo je pred začetkom merjenja dobava presežne napetosti iz vira omejena na vezje, nastavljena je strogo stabilna normalizirana vrednost.

Določitev napetosti po Ohmovem zakonu

Pri delu z električnimi tokokrogi je včasih treba določiti padec napetosti na elementu, na primer uporu, vendar je znan njegov upor, ki je običajno označen na škatli, in tok, ki teče skozi njega. Če želite to narediti, vam ni treba priključiti voltmetra, vendar je dovolj, da uporabite izračune po formuli 2.

V našem primeru za sliko 3 naredimo izračune: U = 2,5 4,8 = 12 V.

Določanje toka po Ohmovem zakonu

Ta primer je opisan s formulo 3. Uporablja se za izračun obremenitev v električnih tokokrogih, izbiro prerezov žic, kablov, varovalk ali odklopnikov.

V našem primeru je izračun videti tako: I = 12 / 4,8 = 2,5 A.

Bypass operacija

Ta metoda v elektrotehniki se uporablja za onemogočanje delovanja določenih elementov vezja, ne da bi jih razstavili. To storite tako, da vhodne in izhodne sponke (na sliki 1 in 2) z žico na kratko povežete z nepotrebnim uporom - odstranite ju.

Posledično tok vezja izbere pot z manjšim uporom skozi shunt in močno naraste, napetost na shunt elementu pa pade na nič.

Kratek stik

Ta način je poseben primer obvoda in je običajno prikazan na zgornji sliki, ko je kratek stik nameščen na izhodnih sponkah vira. Ko se to zgodi, nastanejo zelo nevarni visoki tokovi, ki lahko šokirajo ljudi in zažgejo nezaščiteno električno opremo.

Zaščita se uporablja za boj proti naključnim okvaram v električnem omrežju. Nastavljene so na takšne nastavitve, ki ne motijo ​​​​delovanja vezja v normalnem načinu.Elektriko izklopijo le v nujnih primerih.

Na primer, če otrok pomotoma priključi žico v gospodinjsko vtičnico, bo pravilno nastavljeno samodejno stikalo na vhodni plošči stanovanja skoraj takoj izklopilo napajanje.

Vse, kar je opisano zgoraj, se nanaša na Ohmov zakon za odsek enosmernega tokokroga, ne na celotno vezje, kjer je lahko veliko več procesov. Predstavljati si moramo, da je to le majhen del njegove uporabe v elektrotehniki.

Vzorci, ki jih je prepoznal slavni znanstvenik Georg Simon Ohm med tokom, napetostjo in uporom, so opisani na različne načine v različnih okoljih in tokokrogih izmeničnega toka: enofazni in trifazni.

Tu so osnovne formule, ki izražajo razmerje električnih parametrov v kovinskih vodnikih.

Bolj zapletene formule za izvajanje posebnih izračunov Ohmovega zakona v praksi.

Kot lahko vidite, so raziskave, ki jih je izvedel sijajni znanstvenik Georg Simon Ohm, velikega pomena tudi v našem času hitrega razvoja elektrotehnike in avtomatizacije.