Beregning af Ohms lovmodstand
Der er vist eksempler på løsning af simple elektriske problemer. Næsten hver beregning er illustreret med et kredsløbsdiagram, en skitse af det relevante udstyr. Ved hjælp af artikler fra denne nye sektion af siden kan du nemt løse praktiske problemer fra det grundlæggende i elektroteknik, selv uden at have en specialuddannelse inden for elektroteknik.
De praktiske beregninger, der præsenteres i artiklen, viser, hvor dybt elektroteknik er trængt ind i vores liv, og hvilke uvurderlige og uerstattelige tjenester elektricitet giver os. Elektroteknik omgiver os overalt, og vi møder det hver dag.
Denne artikel diskuterer beregninger af simple DC-kredsløb, nemlig beregninger af Ohms modstand... Ohms lov udtrykker forholdet mellem den elektriske strøm I, spænding U og modstand r: I = U / r For mere information om Ohms lov for et afsnit af en kredsløb, se her.
Eksempler. 1. Et amperemeter er forbundet i serie med lampen. Lampens spænding er 220 V, dens effekt er ukendt. Amperemeteret viser strøm Az = 276 mA.Hvad er modstanden af lampens glødetråd (tilslutningsdiagrammet er vist i fig. 1)?
Lad os beregne modstanden efter Ohms lov:
Pærestyrke P = UI = 220 x 0,276=60 watt
2. Strømmen løber gennem kedlens spole Az = 0,5 A ved en spænding U = 220 V. Hvad er spolens modstand?
Betaling:
Ris. 1. Skitse og diagram for eksempel 2.
3. En elektrisk varmepude med en effekt på 60 W og en spænding på 220 V har tre varmegrader. Ved maksimal opvarmning går der en maksimal strøm på 0,273 A gennem puden Hvad er modstanden af varmepuden i dette tilfælde?
Af de tre modstandstrin beregnes det mindste her.
4. Varmeelementet i en elektrisk ovn er forbundet til et 220 V netværk gennem et amperemeter, der viser en strøm på 2,47 A. Hvad er modstanden af varmeelementet (fig. 2)?
Ris. 2. Skitse og diagram til beregning af eksempel 4
5. Beregn modstanden r1 for hele rheostaten, hvis der ved tænding af trin 1 strømmer strømmen Az = 1,2 A gennem kredsløbet, og i sidste trin 6 strøm I2 = 4,2 A ved generatorspænding U = 110 V (fig. 3). Hvis rheostatmotoren er i trin 7, strømmer strømmen Az gennem hele rheostaten og nyttelasten r2.
Ris. 3. Beregningsskema fra eksempel 5
Strømmen er den mindste, og kredsløbsmodstanden er den største:
Når motoren er placeret i trin 6, er reostaten afbrudt fra kredsløbet, og strømmen løber kun gennem nyttelasten.
Modstanden af rheostaten er lig med forskellen mellem den samlede modstand af kredsløbet r og modstanden af forbrugerne r2:
6. Hvad er modstanden af strømkredsløbet, hvis det er brudt? I fig. 4 viser et brud i den ene ledning af jernkablet.
Ris. 4. Skitse og diagram for eksempel 6
Et strygejern med en effekt på 300 W og en spænding på 220 V har en modstandsspor = 162 ohm. Strømmen, der passerer gennem strygejernet i driftstilstand
Et åbent kredsløb er en modstand, der nærmer sig en uendelig stor værdi, angivet med tegnet ∞... Der er en enorm modstand i kredsløbet, og strømmen er nul:
Kredsløbet kan kun afbrydes i tilfælde af et åbent kredsløb. (Det samme resultat vil være, hvis spiralen går i stykker.)
7. Hvordan kommer Ohms lov til udtryk ved en kortslutning?
Diagrammet i fig. 5 viser et kort med modstand rpl forbundet via kablet til stikkontakten og ledninger med sikringer P. Når man forbinder to ledninger af ledningerne (pga. dårlig isolering) eller forbinder dem gennem en genstand K (kniv, skruetrækker), der praktisk talt ikke har nogen modstand, opstår der en kortslutning. Dette genererer en stor strøm gennem forbindelse K, som i fraværet af P-sikringer, kan føre til farlig opvarmning af ledningerne.
Ris. 5. Skitse og diagram af tilslutning af fliser til en fatning
Der kan opstå en kortslutning i punkt 1 - 6 og mange andre steder. I normal driftstilstand kan strømmen I = U / rpl ikke være mere end den tilladte strøm for denne ledning. Med mere strøm (mindre modstand rpl) brænder sikringer. I en kortslutning stiger strømmen til en enorm værdi, da modstanden r har en tendens til nul:
I praksis opstår denne tilstand dog ikke, da sprungne sikringer afbryder det elektriske kredsløb.