- Oddzielna sekcja i kompletny obwód elektryczny
- Kolejne i równoległe włączanie elementów
- Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Profesjonalny elektryk, specjalista od elektroniki, nie może ominąć prawa Ohma we własnych działaniach, rozwiązując problemy związane z regulacją, regulacją, naprawą obwodów elektronicznych i elektrycznych.
W rzeczywistości zrozumienie tego prawa jest konieczne dla każdego. Ponieważ każdy w codziennym życiu musi radzić sobie z elektrycznością.
Chociaż kurs szkoły średniej przewiduje prawo niemieckiego fizyka Ohma, nie zawsze jest on badany w praktyce. Dlatego rozważymy w naszym materiale taki temat, który jest istotny dla życia i zajmiemy się opcjami pisania formuły.
Oddzielna sekcja i kompletny obwód elektryczny
Biorąc pod uwagę obwód elektryczny z punktu widzenia zastosowania prawa Ohma do schematu, należy odnotować dwie możliwe opcje obliczeniowe: dla pojedynczego wykresu i dla pełnego obwodu.
Obliczenia dla części obwodu elektrycznego
Część obwodu elektrycznego z reguły uważa część obwodu wyłączającą źródło EMF za posiadającą dodatkowy opór wewnętrzny.
Dlatego wzór obliczeniowy w tym przypadku wygląda na prosty:
I = U / R,
Gdzie odpowiednio:
- I - aktualna siła;
- U to przyłożone napięcie;
- R to opór.
Zgodnie z sformułowaniem prawa Ohma dla części obwodu elektrycznego, natężenie prądu staje się oczywiste, wyrażone wprost proporcjonalnie do napięcia i odwrotnie proporcjonalne do wartości rezystancji.
Tak zwana „stokrotka graficzna”, za pomocą której prezentowany jest cały zestaw odmian receptur opartych na prawie Ohma. Wygodne narzędzie do przechowywania kieszeni: sektor „P” to formuły mocy; Sektor „U” - formuły stresu; sektor „I” - aktualne wzory; Sektor „R” - formuły oporu
Zatem wzór wyraźnie opisuje zależność przepływu prądu przez oddzielną sekcję obwodu elektrycznego w odniesieniu do pewnych wartości napięcia i rezystancji.
Możliwość zastosowania prawa jest oczywista, gdy na przykład wymagane jest obliczenie rezystora do realizacji obwodu elektrycznego. To samo prawo służy do określenia siły prądu przepływającego przez sekcję lub wymaganej ilości napięcia przyłożonego do sekcji obwodu.
Trzy podstawowe warianty brzmienia prawa Ohma, które musi posiadać każdy profesjonalny elektryk, inżynier elektryk, inżynier elektronik i każdy związany z działaniem obwodów elektrycznych. Od lewej do prawej: 1 - definicja prądu; 2 - określenie oporu; 3 - definicja napięcia, gdzie I - prąd, U - napięcie, R - rezystancja
Eksperymentuj jako rezystor stały o wartości nominalnej 10 omów, aby włączyć ten element elektroniczny w części obwodu elektrycznego o napięciu 12 woltów.
Następnie, aby obliczyć prąd płynący przez element oporowy, wystarczy użyć już znanego wzoru, zastępując wartości rzeczywiste: I = 12/10 .
Wynikiem jest obliczona wartość 1, 2 A (amperów), prąd płynący przez rezystor. Używając tradycyjnej formuły dla części obwodu elektrycznego, otwiera się możliwości obliczenia dowolnego z trzech parametrów.
Dzięki temu zawsze można wybrać wymagane napięcie robocze, żądane natężenie prądu i optymalny element oporowy.
Stosując prawo Ohma do sekcji obwodu, zakłada się, że wartość rezystancyjna źródła energii jest wyłączona z obliczeń. To obliczenie współczynnika różni się od obliczeń mających zastosowanie do całego łańcucha. Na schemacie: A - włączenie amperomierza; V - włącz woltomierz
Nawiasem mówiąc, sam przewodnik działa jako element oporowy na odcinku obwodu. Drut (aluminium lub miedź) nie jest idealnym przewodnikiem i ma pewien opór.
Odpowiednio, ponownie stosując prawo Ohma, staje się dopuszczalne precyzyjne wybranie wymaganego przekroju przewodu, w zależności od materiału rdzenia.
Nasza strona zawiera szczegółowe instrukcje obliczania przekroju kabla dla mocy i prądu.
Opcja obliczania dla całego łańcucha
Kompletny obwód to już działka (działki), a także źródło EMF. To znaczy, że wewnętrzna rezystancja źródła EMF jest dodawana do istniejącego składnika rezystancyjnego sekcji obwodu.
Dlatego logiczne jest dokonanie pewnych zmian w powyższym wzorze:
I = U / (R + r)
Oczywiście wartość oporu wewnętrznego EMF w prawie Ohma dla całego obwodu elektrycznego można uznać za nieistotną, chociaż pod wieloma względami ta wartość oporu zależy od struktury źródła EMF.
Jednak przy obliczaniu złożonych obwodów elektronicznych, obwodów elektrycznych z wieloma przewodnikami, obecność dodatkowego oporu jest ważnym czynnikiem.
Do obliczeń w warunkach pełnego obwodu elektrycznego zawsze brana jest pod uwagę wartość rezystancyjna źródła EMF. Ta wartość jest sumowana z rezystywną rezystancją samego obwodu elektrycznego. Na schemacie: I - przepływ prądu; R - zewnętrzny element oporowy; r - współczynnik rezystywny EMF (źródło energii)
Zarówno dla sekcji obwodu, jak i całego obwodu należy wziąć pod uwagę moment naturalny - użycie prądu stałego lub zmiennego.
Jeśli wspomniane wyżej punkty, charakterystyczne dla prawa Ohma, były rozważane odpowiednio z punktu widzenia stosowania prądu stałego, z prądem przemiennym, wszystko wygląda trochę inaczej.
Uwzględnienie wpływu prawa na zmienne
Pojęcie „odporności” na warunki przepływu prądu przemiennego należy traktować bardziej jako pojęcie „impedancji”. Odnosi się to do kombinacji aktywnego obciążenia rezystancyjnego (Ra) i obciążenia utworzonego przez rezystor bierny (Rr).
Takie zjawiska są powodowane przez parametry elementów indukcyjnych i zasady przełączania stosowane do zmiennej wartości napięcia - sinusoidalnej wartości prądu.
Jest to równoważny obwód obwodu elektrycznego prądu przemiennego do obliczeń z wykorzystaniem formuł opartych na zasadach prawa Ohma: R jest składnikiem oporowym; C - element pojemnościowy; L - element indukcyjny; EMF jest źródłem energii; Przepływ prądu I
Innymi słowy, następuje efekt przesunięcia (opóźnienia) wartości prądu z wartości napięcia, któremu towarzyszy pojawienie się aktywnych (rezystancyjnych) i reaktywnych (indukcyjnych lub pojemnościowych) mocy.
Obliczanie takich zjawisk odbywa się według wzoru:
Z = U / I lub Z = R + J * (X L - X C )
gdzie: Z - impedancja; R - obciążenie aktywne; X L, X C - obciążenie indukcyjne i pojemnościowe; J jest współczynnikiem.
Kolejne i równoległe włączanie elementów
Dla elementów obwodu elektrycznego (odcinek łańcucha) punktem charakterystycznym jest połączenie szeregowe lub równoległe.
W związku z tym każdemu typowi połączenia towarzyszy inny charakter przepływu prądu i napięcia zasilania. Z tego powodu prawo Ohma jest również stosowane inaczej, w zależności od włączenia elementów.
Obwodowe elementy oporowe w szeregu
W przypadku połączenia szeregowego (układ z dwoma komponentami) używa się sformułowania:
- I = I 1 = I 2 ;
- U = U 1 + U 2 ;
- R = R 1 + R 2
Ta formuła wyraźnie pokazuje, że niezależnie od liczby połączonych szeregowo elementów rezystancyjnych, prąd płynący w sekcji obwodu nie zmienia wartości.
Połączenie elementów rezystancyjnych w sekcji obwodu jest spójne ze sobą Dla tej opcji obowiązują własne prawa obliczeniowe. Na schemacie: I, I1, I2 - przepływ prądu; R1, R2 - elementy oporowe; U, U1, U2 - przyłożone napięcie
Wielkość napięcia przyłożonego do skutecznych elementów rezystancyjnych obwodu jest sumą i sumuje wartość źródła EMF.
Napięcie na poszczególnych elementach wynosi: Ux = I * Rx .
Opór całkowity należy traktować jako sumę wartości wszystkich elementów rezystancyjnych obwodu.
Połączone równolegle elementy oporowe
W przypadku równoległego połączenia elementów oporowych, poniższe sformułowanie jest uważane za sprawiedliwe w odniesieniu do prawa niemieckiego fizyka Ohma:
- I = I 1 + I 2 … ;
- U = U 1 = U 2 … ;
- 1 / R = 1 / R 1 + 1 / R 2 + …
Nie wykluczaj opcji rysowania schematów typu „mieszanego”, gdy używasz połączenia równoległego i szeregowego.
Połączenie elementów oporowych na łańcuchu równolegle względem siebie. Dla tej opcji zastosuj własne prawo obliczeń. Na schemacie: I, I1, I2 - przepływ prądu; R1, R2 - elementy oporowe; U - napięcie sumowane; A, B - punkty wejścia / wyjścia
W przypadku takich opcji obliczenia przeprowadza się zwykle przez wstępne obliczenie wartości rezystancyjnej połączenia równoległego. Następnie wartość rezystora podłączonego szeregowo jest dodawana do wyniku.
Całkowe i zróżnicowane formy prawa
Wszystkie powyższe punkty z obliczeniami mają zastosowanie do warunków, w których jako część obwodów elektrycznych stosowane są przewodniki o „jednorodnej” strukturze.
Tymczasem w praktyce często trzeba radzić sobie z konstrukcją schematów, gdzie struktura przewodników zmienia się w różnych miejscach. Na przykład stosuje się druty o większym przekroju lub, przeciwnie, druty mniejsze, wykonane na bazie różnych materiałów.
Aby wyjaśnić takie różnice, istnieje wariacja tak zwanego „prawa różniczkowo-integralnego Ohma”. Dla nieskończenie małego przewodnika poziom gęstości prądu jest obliczany w zależności od intensywności i wartości przewodności właściwej.
W obliczeniach różniczkowych przyjmuje się wzór: J = ό * E
Dla obliczenia całki odpowiednio sformułowanie: I * R = φ1 - φ2 +
Przykłady te są jednak bliższe szkole wyższej matematyki i nie są w rzeczywistości wykorzystywane w praktyce zwykłego elektryka.
Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Szczegółowa analiza prawa Ohma w poniższym filmie pomoże w końcu skonsolidować wiedzę w tym kierunku.
Rodzaj lekcji wideo jakościowo wspiera pisanie teoretyczne:
Praca elektryka lub działalność inżyniera elektronika jest nierozerwalnie związana z momentami, w których naprawdę trzeba przestrzegać prawa George'a Ohma w akcji. To rodzaj prawd, które powinien znać każdy profesjonalista.
Ogromna wiedza na ten temat nie jest wymagana - wystarczy poznać trzy główne warianty sformułowań, aby z powodzeniem zastosować je w praktyce.
Czy chcesz dodać powyższy materiał z cennymi komentarzami lub wyrazić swoją opinię? Proszę pisać komentarze w polu poniżej artykułu. Jeśli masz jakiekolwiek pytania, nie wahaj się ich zapytać naszych ekspertów.