Un electrician profesionist, un specialist în electronică, nu poate ocoli legea lui Ohm în propriile activități, rezolvând orice probleme legate de reglarea, reglarea, repararea circuitelor electronice și electrice.
De fapt, înțelegerea acestei legi este necesară pentru toată lumea. Pentru că toată lumea din viața de zi cu zi trebuie să se ocupe de electricitate.
Deși cursul școlii secundare prevede legea fizicianului german Ohm, nu este întotdeauna studiat în practică. Prin urmare, vom lua în considerare în materialul nostru un astfel de subiect care este relevant pentru viață și ne vom ocupa de opțiunile de scriere a unei formulări.
Secțiune separată și circuit electric complet
Având în vedere circuitul electric din punctul de vedere al aplicării legii lui Ohm la schemă, ar trebui notate două opțiuni posibile de calcul: pentru un singur complot și pentru un circuit complet.
Calcul pentru secțiunea circuitului electric
O parte a circuitului electric, de regulă, consideră că o parte a circuitului excluzând sursa EMF ca având o rezistență internă suplimentară.
Prin urmare, formula de calcul, în acest caz, pare simplă:
I = U / R,
În cazul în care, respectiv:
- I - puterea curentului;
- U este tensiunea aplicată;
- R este rezistența.
Urmând formularea legii lui Ohm pentru o parte a unui circuit electric, magnitudinea actuală devine evidentă, exprimată în proporție directă cu tensiunea și invers proporțională cu valoarea rezistivă.
Așa-numita "margaretă" grafică, prin care este prezentat întregul set de variații ale formulelor bazate pe legea lui Ohm. Un instrument convenabil pentru stocarea în buzunar: sectorul "P" este formule de putere; Sectorul "U" - formule de stres; sectorul "I" - formule curente; Sectorul "R" - formule de rezistență
Astfel, formula descrie în mod clar dependența curentului de curent printr-o secțiune separată a unui circuit electric în raport cu anumite valori ale tensiunii și rezistenței.
Aplicabilitatea legii este evidentă atunci când, de exemplu, este necesar calculul unui rezistor pentru implementarea unui circuit electric. Aceeași lege este folosită pentru a determina puterea curentului realizat printr-o secțiune sau cantitatea necesară de tensiune aplicată secțiunii circuitului.
Trei variații de bază ale textului legii lui Ohm, pe care trebuie să o dețin fiecare electrician profesionist, inginer electric, inginer de electronică și toată lumea asociată cu funcționarea circuitelor electrice. De la stânga la dreapta: 1 - definiția curentului; 2 - determinarea rezistenței; 3 - definirea tensiunii, unde I - curent, U - tensiune, R - rezistență
Luați ca experiment un rezistor fix cu o valoare nominală de 10 ohmi pentru a activa această componentă electronică într-o secțiune a unui circuit electric cu o tensiune de 12 volți.
Apoi, pentru a calcula curentul care trece prin elementul rezistiv, este suficient să se folosească formula deja familiară, înlocuind valorile reale: I = 12/10 .
Rezultatul este o valoare calculată de 1, 2 A (amperi), curentul trecând prin rezistor. Deci, folosind formula tradițională pentru o parte a unui circuit electric, posibilitățile sunt deschise pentru a calcula oricare dintre cei trei parametri.
Prin urmare, este întotdeauna posibilă alegerea tensiunii de operare necesare, a amperajului dorit și a elementului rezistiv optim.
Prin aplicarea legii lui Ohm la o secțiune de circuit, se presupune că valoarea rezistivă a sursei de energie este exclusă din calcule. Acest calcul al factorului diferă de calculul aplicabil lanțului complet. În diagrama: A - includerea ampermetrului; V - activați voltmetrul
Apropo, conductorul acționează ca un element rezistiv pe secțiunea circuitului. Sârmă (aluminiu sau cupru) nu este un conductor ideal și are o anumită rezistență.
În consecință, folosind din nou legea lui Ohm, devine permisă selectarea precisă a secțiunii necesare a conductorului, în funcție de materialul miezului.
Site-ul nostru are instrucțiuni detaliate pentru calculul secțiunii cablurilor pentru curent și curent.
Opțiunea de calcul pentru lanțul complet
Un circuit complet este deja un complot (parcele), precum și o sursă de EMF. De fapt, rezistența internă a sursei EMF este adăugată la componenta rezistivă existentă a secțiunii circuitului.
Prin urmare, este logic să facem câteva modificări la formula de mai sus:
I = U / (R + r)
Desigur, valoarea rezistenței interne a EMF în legea lui Ohm pentru un circuit electric complet poate fi considerată neglijabilă, deși în multe privințe această valoare de rezistență depinde de structura sursei EMF.
Cu toate acestea, atunci când se calculează circuite electronice complexe, circuite electrice cu conductori multiple, prezența rezistenței suplimentare este un factor important.
Pentru calcule în condiții de circuit electric complet, valoarea rezistivă a sursei EMF este luată în considerare întotdeauna. Această valoare este însumată cu rezistența rezistivă a circuitului electric propriu-zis. În diagrama: I - debitul curent; R - element rezistiv exterior; r - factorul rezistiv EMF (sursa de energie)
Atât pentru secțiunea de circuit, cât și pentru circuitul complet trebuie să țineți cont de momentul natural - utilizarea unui curent constant sau variabil.
Dacă punctele menționate mai sus, caracteristice legii lui Ohm, au fost luate în considerare din punctul de vedere al utilizării curentului direct, respectiv al curentului alternativ, totul pare puțin diferit.
Examinarea efectului legii asupra variabilei
Conceptul de "rezistență" la condițiile de trecere a curentului alternativ ar trebui considerat mai degrabă ca fiind conceptul de "impedanță". Aceasta se referă la combinația dintre sarcina rezistivă activă (Ra) și sarcina formată de rezistența reactivă (Rr).
Astfel de fenomene sunt cauzate de parametrii elementelor inductive și de legile de comutare aplicate la o valoare variabilă a tensiunii - o valoare a curentului sinusoidal.
Acesta este circuitul echivalent al unui circuit electric de curent alternativ pentru calcularea cu ajutorul formulărilor bazate pe principiile legii lui Ohm: R este componenta rezistivă; C - componentă capacitivă; L - componentă inductivă; CEM este sursa de energie; Fluxul I-curent
Cu alte cuvinte, are loc efectul avansării (întârzierii) valorilor curente de valorile tensiunii, care este însoțit de apariția puterilor active (rezistive) și reactive (inductive sau capacitive).
Calculul acestor fenomene se realizează folosind formula:
Z = U / I sau Z = R + J * (XL-X C )
unde: Z - impedanța; R - sarcină activă; X L, X C - sarcină inductivă și capacitivă; J este coeficientul.
Includerea consecutivă și paralelă a elementelor
Pentru elementele circuitului electric (secțiunea lanțului), punctul caracteristic este o conexiune serie sau paralelă.
În consecință, fiecare tip de conexiune este însoțit de o natură diferită a fluxului de curent și a alimentării cu tensiune. În acest sens, legea lui Ohm este aplicată și în mod diferit, în funcție de includerea elementelor.
Elemente rezistive de circuit în serie
Pentru conectarea serială (un circuit cu două componente) se utilizează formularea:
- I = I1 = I2 ;
- U = U1 + U2 ;
- R = R1 + R2
Această formulare demonstrează clar că, indiferent de numărul componentelor rezistive conectate în serie, curentul care curge în secțiunea circuitului nu modifică valoarea.
Conectarea elementelor rezistive în secțiunea circuitului în mod consecvent unul cu celălalt. Pentru această opțiune, propria lege de calcul. În diagrama: I, I1, I2 - fluxul curent; R1, R2 - elemente rezistive; U, U1, U2 - tensiunea aplicată
Mărimea tensiunii aplicate componentelor efective rezistive ale circuitului este suma și totalul valorii sursei EMF.
Tensiunea pe fiecare componentă individuală este: Ux = I * Rx .
Rezistența totală ar trebui considerată ca suma valorilor tuturor componentelor rezistive ale circuitului.
Elemente rezistive conectate paralel cu circuite
În cazul în care există o conexiune paralelă a componentelor rezistive, următoarea formulare este considerată corectă în raport cu legea fizicianului german Ohm:
- I = I 1 + I 2 … ;
- U = U1 = U2 … ;
- 1 / R = 1 / R 1 + 1 / R 2 + …
Nu excludeți opțiunile pentru scrierea schemelor grafice "mixte", atunci când utilizați conexiuni paralele și seriale.
Conectarea elementelor rezistive la lanț în paralel unul cu celălalt. Pentru această opțiune, aplicați propria lege de calcul. În diagrama: I, I1, I2 - fluxul curent; R1, R2 - elemente rezistive; U - tensiune sumară; A, B - punctele de intrare / ieșire
Pentru astfel de opțiuni, calculul este efectuat de obicei prin calcularea inițială a valorii rezistive a conexiunii paralele. Apoi, valoarea rezistorului conectat în serie este adăugată la rezultat.
Forme integrale și diferențiale de drept
Toate punctele de mai sus cu calcule sunt aplicabile condițiilor când, ca parte a circuitelor electrice, conductorii sunt utilizați, ca să spunem așa, de o structură "omogenă".
Între timp, în practică, este adesea necesar să se rezolve construcția schemelor, în care structura conductorilor se schimbă în locuri diferite. De exemplu, sunt utilizate fire de secțiuni mai mari sau, dimpotrivă, fire mai mici, realizate pe baza diferitelor materiale.
Pentru a explica astfel de diferențe, există o variantă a așa-numitei "legi diferențiale-integrală a lui Ohm". Pentru un conductor infinit de mic, nivelul densității de curent este calculat în funcție de intensitatea și valoarea conductivității specifice.
Sub formula de calcul diferențială se ia formula: J = ω * E
Pentru calculul integral, formula: I * R = φ1 - φ2 +
Cu toate acestea, aceste exemple sunt mai degrabă mai aproape de școala de matematică superioară și nu sunt de fapt folosite în practica curentă a unui simplu electrician.
Concluzii și video util pe această temă
O analiză detaliată a legii lui Ohm în videoclipul de mai jos va contribui la consolidarea în final a cunoștințelor în această direcție.
Un fel de lecție video susține calitativ scrierea teoretică:
Lucrarea unui electrician sau a activității unui inginer de electronică este în mod inerent legată de momentele când trebuie într-adevăr să respectați legea lui George Ohm în acțiune. Acesta este un fel de adevăruri pe care fiecare profesionist ar trebui să o cunoască.
Nu este necesară cunoașterea în masă a acestei chestiuni - este suficient să învățăm cele trei variații principale ale formulării care se aplică cu succes în practică.
Doriți să adăugați materialul de mai sus cu comentarii valoroase sau să vă exprimați părerea? Vă rugăm să scrieți comentarii în caseta de mai jos articol. Dacă aveți întrebări, nu ezitați să le cereți experților noștri.