Anvendelse af Ohms lov i praksis

Jeg vil gerne begynde at forklare arbejdsprincippet for en af ​​de grundlæggende love for elektroteknik med en allegori - der viser en lille karikatur af 1 af tre personer ved navn "Spænding U", "Modstand R" og "Strøm I."

Det viser, at «Tok» forsøger at kravle gennem sammentrækningen i røret, som «Resistance» flittigt strammer. Samtidig gør «Voltage» den størst mulige indsats for at bestå, tryk på «Current».

Denne tegning er en påmindelse om det elektricitet Er den ordnede bevægelse af ladede partikler i et bestemt medium. Deres bevægelse er mulig under påvirkning af anvendt ekstern energi, hvilket skaber en potentiel forskel — spænding. De indre kræfter af ledningerne og elementerne i kredsløbet reducerer størrelsen af ​​strømmen, modstår dens bevægelse.

Overvej et simpelt diagram 2, der forklarer driften af ​​Ohms lov for en del af et jævnstrømskredsløb.

Som spændingskilde U bruger vi batteri, som vi forbinder til modstanden R med tykke og samtidig korte ledninger i punkterne A og B.Antag, at ledningerne ikke påvirker værdien af ​​strømmen I gennem modstanden R.

Formel (1) udtrykker forholdet mellem modstand (ohm), spænding (volt) og strøm (ampere). De ringer til hende Ohms lov for en del af et kredsløb… Formelcirklen gør den let at huske og bruge til at udtrykke en hvilken som helst af de konstituerende parametre U, R eller I (U er over bindestregen, og R og I er under).

Hvis du har brug for at bestemme en af ​​dem, så luk den mentalt og arbejd med de to andre ved at udføre aritmetiske operationer. Når værdierne er på én række, multiplicerer vi dem. Og hvis de er placeret på forskellige niveauer, udfører vi opdelingen af ​​den øvre til den nedre.

Disse sammenhænge er vist i formlerne 2 og 3 i figur 3 nedenfor.

I dette kredsløb bruges et amperemeter til at måle strømmen, som er forbundet i serie med belastningen R, og spændingen er et voltmeter forbundet parallelt med punkt 1 og 2 på modstanden. Under hensyntagen til enhedernes designfunktioner, lad os sige, at amperemeteret ikke påvirker strømmen i kredsløbet, og voltmeteret påvirker ikke spændingen.

Bestemmelse af modstand ved Ohms lov

Ved hjælp af aflæsningerne af enhederne (U = 12 V, I = 2,5 A), kan du bruge formel 1 til at bestemme modstandsværdien R = 12 / 2,5 = 4,8 Ohm.

I praksis er dette princip inkluderet i driften af ​​måleanordninger - ohmmetre, som bestemmer den aktive modstand af forskellige elektriske enheder.Da de kan konfigureres til at måle forskellige værdiområder, er de henholdsvis underopdelt i mikroohm og milliohm, der opererer med lav modstand, og tera-, hygo- og megohm-måler meget store værdier.

Til specifikke arbejdsforhold fremstilles de:

• transportabel;

• skjold;

• laboratoriemodeller.

Princippet om drift af et ohmmeter

Magnetoelektriske enheder bruges almindeligvis til at foretage målinger, selvom elektroniske (analoge og digitale) enheder for nylig er blevet bredt introduceret.

Det magnetoelektriske system ohmmeter bruger en strømbegrænser R, der kun passerer milliampere og et følsomt målehoved (milliammeter) gennem det. Det reagerer på strømmen af ​​små strømme gennem enheden på grund af vekselvirkningen mellem to elektromagnetiske felter fra den permanente magnet N-S og feltet skabt af strømmen, der passerer gennem viklingen af ​​spolen 1 med en ledende fjeder 2.

Som et resultat af samspillet mellem magnetfelternes kræfter afviger enhedens pil fra en bestemt vinkel. Skalaen på hovedet er straks gradueret i ohm for lettere betjening. I dette tilfælde anvendes udtrykket af strømmodstand i henhold til formel 3.

Ohmmeteret skal opretholde en stabil forsyningsspænding fra batteriet for at sikre nøjagtige målinger. Til dette formål udføres kalibrering med en ekstra reguleringsmodstand R reg. Med sin hjælp, før målingens start, er forsyningen af ​​overskydende spænding fra kilden begrænset til kredsløbet, en strengt stabil, normaliseret værdi indstilles.

Bestemmelse af spænding ved Ohms lov

Når du arbejder med elektriske kredsløb, er der tidspunkter, hvor det er nødvendigt at bestemme spændingsfaldet på et element, for eksempel en modstand, men dens modstand, som normalt er markeret på kassen, og strømmen, der passerer gennem den, er kendt. For at gøre dette behøver du ikke tilslutte et voltmeter, men det er nok at bruge beregningerne i henhold til formel 2.

I vores tilfælde, for figur 3, laver vi beregninger: U = 2,5 4,8 = 12 V.

Bestemmelse af strøm efter Ohms lov

Dette tilfælde er beskrevet af formel 3. Det bruges til at beregne belastninger i elektriske kredsløb, vælg tværsnit af ledninger, kabler, sikringer eller afbrydere.

I vores eksempel ser beregningen sådan ud: I = 12 / 4,8 = 2,5 A.

Bypass-operation

Denne metode i elektroteknik bruges til at deaktivere driften af ​​visse elementer i kredsløbet uden at skille dem ad. For at gøre dette skal du kortslutte indgangs- og udgangsterminalerne (i figur 1 og 2) med en ledning til en unødvendig modstand - fjern dem.

Som et resultat vælger kredsløbsstrømmen en vej med mindre modstand gennem shunten og stiger kraftigt, og spændingen af ​​shuntelementet falder til nul.

Kortslutning

Denne tilstand er et særligt tilfælde af bypass og er normalt vist i ovenstående figur, når kortslutningen er installeret ved kildens udgangsterminaler. Når dette sker, skabes der meget farlige høje strømme, der kan chokere mennesker og brænde ubeskyttet elektrisk udstyr.

Beskyttelse bruges til at bekæmpe utilsigtede fejl i det elektriske netværk. De er indstillet til sådanne indstillinger, der ikke forstyrrer driften af ​​kredsløbet i normal tilstand.De afbryder kun strømmen i nødstilfælde.

For eksempel, hvis et barn ved et uheld slutter en ledning til en stikkontakt, vil en korrekt konfigureret automatisk kontakt på lejlighedens indgangspanel næsten øjeblikkeligt slukke for strømmen.

Alt beskrevet ovenfor henviser til Ohms lov for en sektion af et DC-kredsløb, ikke et komplet kredsløb, hvor der kan være mange flere processer. Vi må forestille os, at dette kun er en lille del af dets anvendelse i elektroteknik.

Mønstrene identificeret af den berømte videnskabsmand Georg Simon Ohm mellem strøm, spænding og modstand er beskrevet på forskellige måder i forskellige AC-miljøer og kredsløb: enfaset og trefaset.

Her er de grundlæggende formler, der udtrykker forholdet mellem elektriske parametre i metalledere.

Mere komplekse formler til at udføre specielle Ohms lovberegninger i praksis.

Som du kan se, er forskningen udført af den geniale videnskabsmand Georg Simon Ohm af stor betydning selv i vores tid med hurtig udvikling af elektroteknik og automatisering.