- Klasické znění
- Přijaté jednotky
- Formulace pro celý řetězec
- Nehomogenní sekce stejnosměrného obvodu
- Střídavý proud
- Praktické použití
- Závěr
Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Veškerá aplikovaná elektrotechnika je založena na jednom dogmatu - to je Ohmův zákon pro segment okruhů. Bez pochopení principu tohoto zákona není možné začít praktikovat, protože to vede k četným chybám. Má smysl tyto znalosti osvěžit, v článku si vzpomínáme na výklad zákona sestaveného Ohmem pro homogenní a heterogenní sekci a kompletní řetězec.
Klasické znění
Tato jednoduchá interpretace je nám známa ze školy.
Vzorec v integrálním tvaru bude mít následující formu:
To znamená, že zvyšujeme napětí, čímž zvyšujeme proud. Zvýšení takového parametru jako „R“ zároveň vede ke snížení „I“. Na obrázku je přirozeně znázorněn odpor obvodu jedním prvkem, i když to může být sériové, paralelní (i libovolné) spojení několika vodičů.
Zákon nebudeme citovat v diferenciální podobě, protože v této formě se zpravidla uplatňuje pouze ve fyzice.
Přijaté jednotky
Je třeba vzít v úvahu, že všechny výpočty by měly být prováděny v těchto jednotkách:
- napětí - ve voltech;
- ampér
- odpor odporu
Pokud splníte jiné hodnoty, bude třeba je převést na všeobecně přijaté.
Formulace pro celý řetězec
Ošetření pro celý okruh bude poněkud odlišné než pro sekci, protože v zákoně kompilovaném Om je zohledněn také parametr „r“, tento odpor zdroje EMF. Obrázek níže znázorňuje podobné schéma.
Vzhledem k "R" EMF se vzorec zobrazí následovně:
Všimněte si, že pokud je hodnota „R“ rovna 0, je možné vypočítat „I“, ke kterému dojde během zkratu.
Napětí bude menší než EMF, může být určeno vzorcem:
Pokles napětí je vlastně charakterizován parametrem "I * r". Tato vlastnost je charakteristická pro mnoho galvanických zdrojů.
Nehomogenní sekce stejnosměrného obvodu
Tímto způsobem se rozumí oblast, kde se kromě elektrického náboje aplikují i jiné síly. Obrázek takového grafu je znázorněn na obrázku níže.
Vzorec pro takový graf (obecný zákon) bude následující:
Střídavý proud
Pokud je obvod připojený ke střídavému proudu napájen kapacitancí a / nebo indukčností (cívkou), je výpočet proveden s přihlédnutím k hodnotám jejich reaktancí. Zjednodušený zákon bude vypadat takto:
Kde "Z" je impedance, jedná se o komplexní hodnotu tvořenou aktivními (R) a pasivními (X) odpory.
Praktické použití
Video: Ohmův zákon pro řetězovou sekci - praxe výpočtu řetězců.
Tento zákon lze aplikovat na jakoukoliv část řetězce. Příklad je znázorněn na obrázku.
Pomocí takového plánu můžete spočítat všechny potřebné vlastnosti pro nerozvětvenou část. Zvažte podrobnější příklady.
Najděte aktuální sílu
Vezměme si nyní konkrétnější příklad, například bylo nutné znát proud protékající žárovkou. Podmínky:
- Napětí - 220 V;
- R vlákno - 500 ohmů.
Řešení problému bude následující: 220V / 500Ohm = 0, 44 A.
Zvažte jiný úkol s následujícími podmínkami:
- R = 0, 2 MΩ;
- U = 400 V.
V tomto případě bude nejprve požadována konverze: 0, 2 MΩ = 200000 Ohm, po které můžete přejít k řešení: 400 V / 200000 Ohm = 0, 002 A (2 mA).
Výpočet napětí
Abychom to vyřešili, používáme také zákon, který sestavil Oom. Úkol:
- R = 20 kΩ;
- I = 10 mA.
Převést zdrojová data:
- 20 kΩ = 20 000 ohmů;
- 10 mA = 0, 01 A.
Řešení: 20 000 ohm x 0, 01 A = 200 V.
Nezapomenutelné převést hodnoty, protože často může být proud specifikován v miliampérech.
Odpor
I když obecná forma metody výpočtu parametru „R“ připomíná nalezení hodnoty „I“, mezi těmito možnostmi existují zásadní rozdíly. Pokud se proud může lišit v závislosti na dalších dvou parametrech, pak R (v praxi) má konstantní hodnotu. To je v podstatě vyjádřeno jako konstantní konstanta.
Pokud stejný proud (I) prochází dvěma různými sekcemi, zatímco použité napětí (U) je odlišné, pak na základě uvažovaného zákona lze s jistotou říci, že tam, kde bude nízké napětí „R“ nejnižší.
Zvažte případ, kdy různé proudy a stejné napětí na nesouvisejících oblastech. Podle zákona, který sestavil Om, bude velký proud charakteristický pro malý parametr „R“.
Zvažte několik příkladů.
Předpokládejme, že existuje obvod, ke kterému je napětí U = 50 V a spotřeba proudu je I = 100 mA. Chcete-li najít chybějící parametr, měl by být 50 V / 0, 1 A (100 mA), v důsledku toho bude řešení 500 Ohmů.
Volt-ampérová charakteristika umožňuje jasně prokázat proporcionální (lineární) závislost zákona. Obrázek níže ukazuje graf pro graf s odporem rovným jedné Ohm (téměř jako matematická reprezentace Ohmova zákona).
Obrázek charakteristik proudu a napětí, kde R = 1 Ohm
Svislá osa grafu zobrazuje proud I (A), horizontální - napětí U (V). Samotný graf je prezentován ve formě přímky, která jasně ukazuje závislost na odporu, která zůstává nezměněna. Například při 12 V a 12 A bude “R” roven jedné Ohm (12 V / 12 A).
Vezměte prosím na vědomí, že výše uvedená charakteristika proudového napětí zobrazuje pouze kladné hodnoty. To znamená, že okruh je navržen pro tok proudu v jednom směru. Tam, kde je povolen opačný směr, bude graf pokračovat zápornými hodnotami.
Všimněte si, že zařízení, jehož proudová charakteristika je zobrazena jako přímka, se nazývá lineární. Stejný termín se používá k označení dalších parametrů.
Kromě lineárního vybavení existují různá zařízení, jejichž parametr „R“ se může lišit v závislosti na síle proudu nebo na použitém napětí. V tomto případě nelze Ohmův zákon použít k výpočtu závislostí. Tento typ zařízení se nazývá nelineární, resp. Jeho charakteristiky proudového napětí nebudou zobrazeny jako přímky.
Závěr
Jak bylo uvedeno na začátku článku, veškerá aplikovaná elektrotechnika je založena na zákoně, kterou sestavil Om. Neznalost této základní dogmy může vést k nesprávnému výpočtu, který zase způsobí nehodu.
Školení elektrikářů jako specialistů začíná studiem teoretických základů elektrotechniky. A první věc, kterou si musí pamatovat, je, že zákon byl sestaven Omem, protože téměř všechny výpočty parametrů elektrických obvodů pro různé účely jsou prováděny na jeho základě.
Pochopení základních zákonů elektrotechniky pomůže lépe porozumět provozu elektrických zařízení a jeho hlavních součástí. To bude mít pozitivní vliv na údržbu během provozu.
Nezávislé ověřování, vývoj a také experimentální studium součástí zařízení - to vše je značně zjednodušeno, pokud je pro řetězový řetězec použit Ohmův zákon. Současně není nutné provádět všechna měření, stačí odstranit některé parametry a po provedení jednoduchých výpočtů získat potřebné hodnoty.