- Ločen del in celoten električni tokokrog
- Zaporedno in vzporedno vključevanje elementov
- Zaključki in koristen videoposnetek o tej temi
Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!
Profesionalni električar, strokovnjak za elektroniko, ne more obiti Ohmovega zakona v svojih dejavnostih in rešiti kakršne koli težave, povezane s prilagajanjem, prilagoditvijo, popravilom elektronskih in električnih vezij.
Pravzaprav je razumevanje tega zakona nujno za vsakogar. Ker se vsakdo v vsakdanjem življenju ukvarja z elektriko.
Čeprav tečaj srednje šole predvideva pravo nemškega fizika Ohma, se v praksi ne preučuje vedno. Zato bomo v našem gradivu obravnavali temo, ki je pomembna za življenje, in obravnavali bomo možnosti za pisanje formule.
Ločen del in celoten električni tokokrog
Glede na to, da je električni tokokrog z vidika uporabe Ohmovega zakona za shemo, je treba navesti dve možnosti izračuna: za posamezno ploskev in za celotno vezje.
Izračun za del električnega tokokroga
Del električnega tokokroga praviloma obravnava del tokokroga brez vira elektromagnetnega polja kot dodaten notranji upor.
Zato je formula za izračun v tem primeru preprosta:
I = U / R,
V tem primeru:
- I - jakost toka;
- U je uporabljena napetost;
- R je odpornost.
Po formulaciji Ohmovega zakona za del električnega vezja postane jakost toka očitna, izražena v neposrednem sorazmerju z napetostjo in obratno sorazmerna z uporovno vrednostjo.
Tako imenovana grafična "marjetica", s katero je predstavljen celoten sklop variacij formulacij, ki temeljijo na Ohmovem zakonu. Priročno orodje za shranjevanje žepov: sektor P je močnostna formula; Sektor „U“ - formule za stres; sektor „I“ - sedanje formule; „R“ - odpornost na sektor
Tako formula jasno opisuje odvisnost toka skozi ločen del električnega tokokroga glede na določene vrednosti napetosti in upora.
Uporabnost zakona je očitna, kadar je na primer potreben izračun upora za izvedbo električnega tokokroga. Isti zakon se uporablja za določanje jakosti toka skozi odsek ali zahtevano količino napetosti, ki se nanaša na odsek vezja.
Tri osnovne različice besedila Ohmovega zakona, ki jih morajo imeti vsi profesionalni električar, inženir elektrotehnike, inženir elektronike in vsi, ki so povezani z delovanjem električnih vezij. Od leve proti desni: 1 - definicija toka; 2 - določanje odpornosti; 3 - definicija napetosti, kjer je I - tok, U - napetost, R - upor. \ T
Kot poskus poskusite fiksni upor z nominalno vrednostjo 10 ohmov, da vklopite to elektronsko komponento v delu električnega tokokroga z napetostjo 12 voltov.
Potem, da bi izračunali tok, ki teče skozi uporovni element, je dovolj uporabiti že znano formulo, ki nadomesti realne vrednosti: I = 12/10 .
Rezultat je izračunana vrednost 1, 2 A (ampere), tok, ki teče skozi upor. Torej, z uporabo tradicionalne formule za del električnega vezja, se odprejo možnosti za izračun katerega koli od treh parametrov.
Pri tem je vedno možno izbrati zahtevano obratovalno napetost, želeno jakost toka in optimalni uporovni element.
Z uporabo Ohmovega zakona na odseku vezja se predpostavlja, da je uporovna vrednost vira energije izključena iz izračunov. Ta izračun faktorja se razlikuje od izračuna, ki se uporablja za celotno verigo. V diagramu: A - vključitev ampermetra; V - vklopite voltmeter
Mimogrede, sam vodnik deluje kot uporovni element na odseku vezja. Žica (aluminij ali baker) ni idealen vodnik in ima določeno upornost.
Skladno s tem, ponovno z uporabo Ohmovega zakona, je dovoljeno natančno izbrati zahtevani presek prevodnika, odvisno od materiala jedra.
Naše spletno mesto vsebuje podrobna navodila za izračun preseka kablov za moč in tok.
Možnost izračuna za celotno verigo
Celotno vezje je že parcela (parcela), pa tudi vir elektromagnetnega sevanja. To pomeni, da je notranji upor vira EMF dodan obstoječi uporovni komponenti odseka vezja.
Zato je logično, da naredimo nekaj sprememb v zgornji formuli:
I = U / (R + r)
Seveda se lahko vrednost notranjega upora EMF v Ohmovem zakonu za celotno električno vezje šteje za zanemarljivo, čeprav je vrednost odpornosti v mnogih pogledih odvisna od strukture vira EMF.
Pri izračunu kompleksnih elektronskih vezij, električnih tokokrogov z več vodniki pa je prisotnost dodatnega upora pomemben dejavnik.
Za izračune v pogojih polnega električnega tokokroga se vedno upošteva uporovna vrednost vira EMF. Ta vrednost se sešteje z uporovnim uporom električnega tokokroga. V diagramu: I - tok; R - zunanji uporovni element; r - uporovni faktor EMF (vir energije)
Tako za odsek vezja kot za celotno vezje je treba upoštevati naravni trenutek - uporabo konstantnega ali spremenljivega toka.
Če bi se zgoraj omenjene točke, značilne za Ohmov zakon, obravnavale z vidika uporabe enosmernega toka z izmeničnim tokom, je vse videti nekoliko drugače.
Upoštevanje učinka zakona na spremenljivko
Koncept "odpornosti" na pogoje prehoda izmeničnega toka je treba obravnavati bolj kot koncept "impedance". To se nanaša na kombinacijo aktivnega uporovnega bremena (Ra) in obremenitve, ki jo tvori reaktivni upor (Rr).
Takšne pojave povzročajo parametri induktivnih elementov in preklopni zakoni, ki veljajo za spremenljivo vrednost napetosti - sinusna vrednost toka.
To je enakovredno vezje električnega tokokroga izmeničnega toka za izračun z uporabo formulacij, ki temeljijo na načelih Ohmovega zakona: R je uporovna komponenta; C - kapacitivna komponenta; L - induktivna komponenta; EMF je vir energije; Tok I-toka
Z drugimi besedami, učinek napredovanja (zaostajanja) trenutnih vrednosti iz vrednosti napetosti poteka, kar spremlja pojav aktivnih (uporovnih) in reaktivnih (induktivnih ali kapacitivnih) moči.
Izračun takih pojavov se izvaja po formuli:
Z = U / I ali Z = R + J * (X L - X C )
kjer je: Z - impedanca; R - aktivna obremenitev; X L, X C - induktivna in kapacitivna obremenitev; J je koeficient.
Zaporedno in vzporedno vključevanje elementov
Za elemente električnega tokokroga (verižni del) je značilna točka zaporedna ali vzporedna povezava.
V skladu s tem vsak tip povezave spremlja drugačna narava toka in napajalne napetosti. Glede na to se Ohmov zakon uporablja tudi drugače, odvisno od vključitve elementov.
Uporovni elementi vezij v seriji
Za zaporedno povezavo (vezje z dvema komponentama) se uporablja besedilo:
- I = I 1 = I 2 ;
- U = U 1 + U 2 ;
- R = R1 + R2
Ta formulacija jasno kaže, da ne glede na število zaporedno povezanih uporovnih komponent tok, ki teče v odseku vezja, ne spremeni vrednosti.
Povezava uporovnih elementov v odseku tokokroga je skladna. Za to možnost je treba uporabiti svoj zakon o izračunu. V diagramu: I, I1, I2 - tok; R1, R2 - uporovni elementi; U, U1, U2 - uporabljena napetost
Velikost napetosti, ki se uporablja za efektivne uporovne komponente vezja, je vsota in vsota vrednosti vira EMF.
Napetost na posamezni komponenti je: Ux = I * Rx .
Celotno upornost je treba obravnavati kot vsoto vrednosti vseh uporovnih komponent vezja.
Ožičeni elementi, ki so vzporedno povezani
V primeru, ko obstaja vzporedna povezava uporovnih komponent, se naslednje besedilo šteje za pošteno glede na pravo nemškega fizika Ohma:
- I = I 1 + I 2 … ;
- U = U 1 = U 2 … ;
- 1 / R = 1 / R 1 + 1 / R 2 + …
Ne izključujte možnosti za izdelavo sheme "mešanega" tipa, kadar uporabljate vzporedno in serijsko povezavo.
Povezava uporovnih elementov na verigi vzporedno med seboj. Za to možnost uporabite lastno pravo izračuna. V diagramu: I, I1, I2 - tok; R1, R2 - uporovni elementi; U - seštevek napetosti; A, B - vstopne / izstopne točke
Za take možnosti se izračun običajno izvede z začetnim izračunom uporovne vrednosti vzporedne povezave. Nato se rezultatu doda vrednost zaporedno priključenega upora.
Integralne in diferencialne oblike prava
Vse zgornje točke z izračuni veljajo za pogoje, ko se kot del električnih tokokrogov uporabljajo tako rekoč "homogene" strukture.
Medtem se v praksi pogosto ukvarja z gradnjo shem, kjer se struktura vodnikov spreminja na različnih mestih. Na primer, uporabljajo se žice večjega dela ali, nasprotno, manjše žice, izdelane na osnovi različnih materialov.
Zaradi takih razlik obstaja variacija tako imenovanega "Ohmovega diferencialno-integralnega zakona". Za neskončno majhen prevodnik se izračuna stopnja gostote toka glede na intenziteto in vrednost specifične prevodnosti.
Pod formulo diferencialnega izračuna: J = ό * E
Za integralni izračun oziroma formulacijo: I * R = --1 - +2 +
Vendar pa so ti primeri precej bližje šoli višje matematike in se dejansko ne uporabljajo v praksi preprostega električarja.
Zaključki in koristen videoposnetek o tej temi
Podrobna analiza Ohmovega zakona v spodnjem posnetku bo pomagala dokončno utrditi znanje v tej smeri.
Neka vrsta video lekcije kvalitativno podpira teoretično pisanje:
Delo električarja ali dejavnost inženirja elektronike je neločljivo povezano z trenutki, ko je treba resnično spoštovati zakon Georgea Ohma v akciji. To je nekakšna resnica, ki jo mora poznati vsak strokovnjak.
Množično znanje o tem vprašanju ni potrebno - dovolj je, da se naučimo treh glavnih različic besedila, ki jih lahko uspešno uporabimo v praksi.
Želite dodati zgoraj navedeni material z dragocenimi komentarji ali izraziti svoje mnenje? Vnesite komentarje v polje pod članek. Če imate kakršna koli vprašanja, vas prosimo, da jih vprašate našim strokovnjakom.