Anvendelse av Ohms lov i praksis

Jeg vil gjerne begynne å forklare arbeidsprinsippet til en av de grunnleggende lovene for elektroteknikk med en allegori - som viser en liten karikatur av 1 av tre personer kalt "Spenning U", "Resistance R" og "Current I."

Den viser at «Tok» prøver å krype gjennom sammentrekningen i røret, som «Resistance» flittig strammer. Samtidig gjør «Voltage» størst mulig innsats for å passere, trykk «Current».

Denne tegningen er en påminnelse om det elektrisitet Er den ordnede bevegelsen av ladede partikler i et bestemt medium. Bevegelsen deres er mulig under påvirkning av påført ekstern energi, noe som skaper en potensiell forskjell - spenning. De indre kreftene til ledningene og elementene i kretsen reduserer størrelsen på strømmen, motstår dens bevegelse.

Tenk på et enkelt diagram 2 som forklarer operasjonen til Ohms lov for en del av en likestrømskrets.

Som spenningskilde U bruker vi batteri, som vi kobler til motstanden R med tykke og samtidig korte ledninger på punktene A og B.Anta at ledningene ikke påvirker verdien av strømmen I gjennom motstanden R.

Formel (1) uttrykker forholdet mellom motstand (ohm), spenning (volt) og strøm (ampere). De ringer henne Ohms lov for en del av en krets… Formelsirkelen gjør den lett å huske og bruke for å uttrykke en av de konstituerende parameterne U, R eller I (U er over streken, og R og I er under).

Hvis du trenger å bestemme en av dem, lukk den mentalt og arbeid med de to andre, utfør aritmetiske operasjoner. Når verdiene er på én rad, multipliserer vi dem. Og hvis de er plassert på forskjellige nivåer, utfører vi delingen av den øvre til den nedre.

Disse sammenhengene er vist i formlene 2 og 3 i figur 3 nedenfor.

I denne kretsen brukes et amperemeter for å måle strømmen, som er koblet i serie med lasten R, og spenningen er et voltmeter koblet parallelt med punktene 1 og 2 på motstanden. Med tanke på designfunksjonene til enhetene, la oss si at amperemeteret ikke påvirker strømmen i kretsen, og voltmeteret påvirker ikke spenningen.

Bestemmelse av motstand ved Ohms lov

Ved å bruke avlesningene til enhetene (U = 12 V, I = 2,5 A), kan du bruke formel 1 for å bestemme motstandsverdien R = 12 / 2,5 = 4,8 Ohm.

I praksis er dette prinsippet inkludert i driften av måleenheter - ohmmetre, som bestemmer den aktive motstanden til forskjellige elektriske enheter.Siden de kan konfigureres til å måle forskjellige verdiområder, er de henholdsvis delt inn i mikroohm og milliohm, som opererer med lav motstand, og tera-, hygo- og megohm-måler svært store verdier.

For spesifikke arbeidsforhold produseres de:

• bærbar;

• skjold;

• laboratoriemodeller.

Prinsippet for drift av et ohmmeter

Magnetoelektriske enheter brukes ofte til å gjøre målinger, selv om elektroniske (analoge og digitale) enheter nylig har blitt mye introdusert.

Det magnetoelektriske systemets ohmmeter bruker en strømbegrenser R som bare passerer milliampere og et følsomt målehode (milliammeter) gjennom den. Den reagerer på strømmen av små strømmer gjennom enheten på grunn av samspillet mellom to elektromagnetiske felt fra permanentmagneten N-S og feltet som skapes av strømmen som går gjennom viklingen av spolen 1 med en ledende fjær 2.

Som et resultat av samspillet mellom kreftene til magnetfeltene, avviker pilen til enheten fra en viss vinkel. Skalaen på hodet er umiddelbart gradert i ohm for enklere betjening. I dette tilfellet brukes uttrykket for strømmotstand i henhold til formel 3.

Ohmmeteret må opprettholde en stabil forsyningsspenning fra batteriet for å sikre nøyaktige målinger. For dette formål påføres kalibrering ved hjelp av en ekstra reguleringsmotstand R reg. Med sin hjelp, før målingen starter, er tilførselen av overflødig spenning fra kilden begrenset til kretsen, en strengt stabil, normalisert verdi er satt.

Bestemmelse av spenning ved Ohms lov

Når du arbeider med elektriske kretser, er det tider når det er nødvendig å bestemme spenningsfallet på et element, for eksempel en motstand, men motstanden, som vanligvis er merket på boksen, og strømmen som går gjennom den, er kjent. For å gjøre dette trenger du ikke å koble til et voltmeter, men det er nok å bruke beregningene i henhold til formel 2.

I vårt tilfelle, for figur 3, gjør vi beregninger: U = 2,5 4,8 = 12 V.

Bestemmelse av strøm etter Ohms lov

Dette tilfellet er beskrevet av formel 3. Det brukes til å beregne belastninger i elektriske kretser, velg tverrsnitt av ledninger, kabler, sikringer eller effektbrytere.

I vårt eksempel ser beregningen slik ut: I = 12 / 4,8 = 2,5 A.

Bypass-operasjon

Denne metoden i elektroteknikk brukes til å deaktivere driften av visse elementer i kretsen uten å demontere dem. For å gjøre dette, kortslutt inngangs- og utgangsterminalene (i figur 1 og 2) med en ledning til en unødvendig motstand - fjern dem.

Som et resultat velger kretsstrømmen en vei med mindre motstand gjennom shunten og stiger kraftig, og spenningen til shuntelementet faller til null.

Kortslutning

Denne modusen er et spesielt tilfelle av bypass og vises vanligvis i figuren ovenfor når kortslutningen er installert på utgangsterminalene til kilden. Når dette skjer, skapes det svært farlige høye strømmer som kan støte mennesker og brenne ubeskyttet elektrisk utstyr.

Beskyttelse brukes til å bekjempe utilsiktede feil i det elektriske nettverket. De er satt til slike innstillinger som ikke forstyrrer driften av kretsen i normal modus.De kuttet strømmen bare i nødstilfeller.

For eksempel, hvis et barn ved et uhell kobler en ledning til et husholdningsuttak, vil en riktig konfigurert automatisk bryter på inngangsbordet til leiligheten nesten umiddelbart slå av strømmen.

Alt beskrevet ovenfor refererer til Ohms lov for en del av en DC-krets, ikke en komplett krets hvor det kan være mange flere prosesser. Vi må forestille oss at dette bare er en liten del av dens anvendelse innen elektroteknikk.

Mønstrene identifisert av den kjente forskeren Georg Simon Ohm mellom strøm, spenning og motstand er beskrevet på forskjellige måter i forskjellige AC-miljøer og kretser: enfaset og trefaset.

Her er de grunnleggende formlene som uttrykker forholdet mellom elektriske parametere i metallledere.

Mer komplekse formler for å utføre spesielle Ohms lovberegninger i praksis.

Som du kan se, er forskningen utført av den briljante vitenskapsmannen Georg Simon Ohm av stor betydning selv i vår tid med rask utvikling av elektroteknikk og automasjon.