- Samostatná časť a kompletný elektrický obvod
- Postupné a paralelné zahrnutie prvkov
- Závery a užitočné video na túto tému
Profesionálny elektrikár, špecialista na elektroniku, nemôže obísť Ohmov zákon pri svojej vlastnej činnosti, riešiť akékoľvek problémy spojené s nastavovaním, nastavovaním, opravou elektronických a elektrických obvodov.
V skutočnosti je pochopenie tohto zákona nevyhnutné pre každého. Pretože každý v každodennom živote sa musí zaoberať elektrinou.
Hoci priebeh strednej školy zabezpečuje právo nemeckého fyzika Ohma, nie je v praxi vždy študovaný. Preto v našom materiáli zvážime takú tému, ktorá je relevantná pre život a budeme sa zaoberať možnosťami písania vzorca.
Samostatná časť a kompletný elektrický obvod
Vzhľadom na elektrický obvod z hľadiska uplatňovania Ohmovho zákona na schému je potrebné poznamenať dva možné možnosti výpočtu: pre jeden pozemok a pre celý okruh.
Výpočet pre časť elektrického obvodu
Časť elektrického obvodu spravidla považuje časť okruhu s výnimkou zdroja EMF za súčasť s dodatočným vnútorným odporom.
Preto vzorec výpočtu v tomto prípade vyzerá jednoducho:
I = U / R,
Kde:
- I - prúdová sila;
- U je použité napätie;
- R je odpor.
V nadväznosti na formuláciu Ohmovho zákona pre časť elektrického obvodu sa javí veľkosť prúdu zrejmá, vyjadrená v priamom pomere k napätiu a nepriamo úmerná hodnote odporu.
Takzvaná grafická "daisy", prostredníctvom ktorej je prezentovaná celá škála variácií formulácií založených na Ohmovom zákone. Pohodlný nástroj pre ukladanie do vrecka: sektor „P“ je vzorcom výkonu; Sektor „U“ - stresové vzorce; sektor „I“ - súčasné vzorce; "R" sektor - odporové vzorceVzorec teda jasne opisuje závislosť prúdenia cez samostatnú časť elektrického obvodu vzhľadom na určité hodnoty napätia a odporu.
Uplatniteľnosť zákona je zrejmá, keď sa napríklad vyžaduje výpočet odporu na realizáciu elektrického obvodu. Rovnaký zákon sa používa na určenie sily prúdu vedeného cez časť alebo na požadované množstvo napätia aplikovaného na obvodovú časť.
Tri základné variácie znenia Ohmovho zákona, ktorý musí mať každý profesionálny elektrikár, elektrotechnik, elektronický inžinier a každý, kto je spojený s prevádzkou elektrických obvodov. Zľava doprava: 1 - definícia prúdu; 2 - stanovenie odporu; 3 - definícia napätia, kde I - prúd, U - napätie, R - odporVezmite ako experiment pevný odpor s nominálnou hodnotou 10 ohmov na zapnutie tejto elektronickej súčasti v časti elektrického obvodu s napätím 12 voltov.
Potom, aby sa mohol vypočítať prúd prúdiaci cez odporový prvok, postačuje použiť už známy vzorec, ktorý nahradí skutočné hodnoty: I = 12/10 .
Výsledkom je vypočítaná hodnota 1, 2 A (ampéry), prúd prúdiaci cez odpor. Takže pri použití tradičného vzorca pre časť elektrického obvodu sa otvárajú možnosti na výpočet ktoréhokoľvek z týchto troch parametrov.
Tým je vždy možné zvoliť požadované prevádzkové napätie, požadovanú intenzitu prúdu a optimálny odporový prvok.
Použitím Ohmovho zákona na obvodovú časť sa predpokladá, že odporová hodnota zdroja energie je vylúčená z výpočtov. Tento výpočet faktora sa líši od výpočtu platného pre celý reťazec. V diagrame: A - zahrnutie ampérmetra; V - zapnite voltmeterMimochodom, vodič sám pôsobí ako odporový prvok na obvodovej časti. Drôt (hliník alebo meď) nie je ideálnym vodičom a má určitý odpor.
V súlade s tým, opäť s použitím Ohmovho zákona, je prípustné presne zvoliť požadovaný prierez vodiča v závislosti od materiálu jadra.
Naše stránky majú podrobné pokyny pre výpočet prierezu kábla pre výkon a prúd.
Možnosť výpočtu pre celý reťazec
Kompletný okruh je už graf (parcely), ako aj zdroj EMF. To znamená, že vnútorný odpor zdroja EMF sa pridáva k existujúcej odporovej zložke úseku obvodu.
Preto je logické vykonať niektoré zmeny vo vyššie uvedenom vzorci:
I = U / (R + r)
Samozrejme, hodnota vnútorného odporu EMF v Ohmovom zákone pre úplný elektrický obvod sa môže považovať za zanedbateľnú, hoci v mnohých ohľadoch táto hodnota odporu závisí od štruktúry zdroja EMF.
Pri výpočte zložitých elektronických obvodov, elektrických obvodov s viacerými vodičmi je však dôležitým faktorom prítomnosť dodatočného odporu.
Pri výpočtoch v podmienkach plnohodnotného elektrického obvodu sa vždy berie do úvahy odporová hodnota zdroja EMF. Táto hodnota sa spočíta s odporovým odporom samotného elektrického obvodu. V diagrame: I - prúdový tok; R - externý odporový prvok; r - odporový faktor EMF (zdroj energie)Ako pre obvodový obvod, tak aj pre celý okruh je potrebné vziať do úvahy prirodzený moment - použitie konštantného alebo premenlivého prúdu.
Ak sa vyššie uvedené body, charakteristické pre Ohmov zákon, posudzovali z hľadiska použitia jednosmerného prúdu, resp. Striedavého prúdu, všetko vyzerá trochu inak.
Posúdenie účinku zákona na premennú
Pojem „odpor“ voči podmienkam prechodu striedavého prúdu by sa mal považovať skôr za pojem „impedancia“. To sa týka kombinácie aktívneho odporového zaťaženia (Ra) a zaťaženia tvoreného reaktívnym odporom (Rr).
Takéto javy sú spôsobené parametrami indukčných prvkov a spínacími zákonmi aplikovanými na premennú hodnotu napätia - hodnotu sínusového prúdu.
Taký je ekvivalentný obvod elektrického obvodu na striedavý prúd na výpočet s použitím formulácií založených na princípoch Ohmovho zákona: R je odporová zložka; C - kapacitný komponent; L - indukčná zložka; EMF je zdrojom energie; I-prúdInými slovami, dochádza k efektu posunu (oneskorenia) hodnôt prúdu z hodnôt napätia, čo je sprevádzané výskytom aktívnych (odporových) a reaktívnych (indukčných alebo kapacitných) výkonov.
Výpočet takýchto javov sa vykonáva pomocou vzorca: \ t
Z = U / I alebo Z = R + J * ( XL - XC )
kde: Z - impedancia; R - aktívne zaťaženie; X L, X C - indukčné a kapacitné zaťaženie; J je koeficient.
Postupné a paralelné zahrnutie prvkov
Pre prvky elektrického obvodu (reťazový úsek) je charakteristickým bodom sériové alebo paralelné zapojenie.
Každý typ spojenia je teda sprevádzaný odlišnou povahou prúdového a napäťového napájania. Na tomto základe sa Ohmov zákon uplatňuje aj odlišne v závislosti od zahrnutia prvkov.
Obvodové odporové prvky v sérii
Pre sériové pripojenie (okruh s dvoma komponentmi) sa používa toto znenie:
- I = 1 = I2 ;
- U = U1 + U2 ;
- R = R1 + R2
Táto formulácia jasne demonštruje, že bez ohľadu na počet odporových komponentov pripojených k sérii, prúd, ktorý prúdi v časti obvodu, nemení hodnotu.
Spojenie odporových prvkov v obvodovej časti navzájom konzistentne Pre túto možnosť, vlastné právo výpočtu. V diagrame: I, I1, I2 - prúdový tok; Odporové prvky R1, R2; U, U1, U2 - použité napätieVeľkosť napätia aplikovaného na účinné odporové komponenty obvodu je súčtom a súčtom hodnoty zdroja EMF.
Napätie na každej jednotlivej zložke je: Ux = I * Rx .
Celkový odpor by sa mal považovať za súčet hodnôt všetkých odporových komponentov obvodu.
Obvodové paralelne pripojené odporové prvky
V prípade paralelného prepojenia odporových komponentov sa nasledujúce znenie považuje za spravodlivé vzhľadom na zákon nemeckého fyzika Ohma:
- I = I + 1 2 … ;
- U = U1 = U2 … ;
- 1 / R = 1 / R 1 + 1 / R 2 + …
Pri použití paralelného a sériového pripojenia nevylučujte možnosti pre zostavenie "zmiešaného" typu grafov.
Spojenie odporových prvkov na reťazi navzájom paralelne. Pre túto možnosť aplikovať vlastné právo výpočtu. V diagrame: I, I1, I2 - prúdový tok; Odporové prvky R1, R2; U - súčtové napätie; A, B - vstupné / výstupné bodyPre tieto možnosti sa výpočet zvyčajne vykonáva počiatočným výpočtom odporovej hodnoty paralelného spojenia. Potom sa k výsledku pripočíta hodnota odporu pripojeného v sérii.
Integrálne a diferencované formy práva
Všetky vyššie uvedené body s výpočtami sú aplikovateľné na podmienky, keď sa ako súčasť elektrických obvodov používajú vodiče takpovediac „homogénnej“ štruktúry.
V praxi je často potrebné zaoberať sa konštrukciou schém, kde sa štruktúra vodičov mení na rôznych miestach. Používajú sa napríklad drôty väčšieho prierezu alebo naopak menšie drôty vyrobené na báze rôznych materiálov.
Na zohľadnenie týchto rozdielov existuje variácia tzv. "Diferenciálneho zákona o Ohme". Pre nekonečne malý vodič sa vypočíta úroveň prúdovej hustoty v závislosti od intenzity a hodnoty špecifickej vodivosti.
Podľa diferenciálneho výpočtového vzorca sa berie: J = ό * E
Pre integrálny výpočet, resp. Formulácia: I * R = φ1 - φ2 +
Tieto príklady sú však skôr bližšie k škole vyššej matematiky a v skutočnosti sa nepoužívajú v skutočnej praxi jednoduchého elektrikára.
Závery a užitočné video na túto tému
Podrobná analýza Ohmovho zákona vo videu nižšie pomôže konečne konsolidovať vedomosti v tomto smere.
Druh video lekcie kvalitatívne podporuje teoretické písanie:
Práca elektrikára alebo činnosť inžiniera elektroniky je neodmysliteľne spojená s momentmi, keď človek musí v praxi dodržiavať zákon Georgea Ohma. To je druh pravd, ktoré by mal každý profesionál poznať.
Hromadné vedomosti o tejto otázke sa nevyžadujú - stačí sa naučiť tri hlavné variácie znenia, ktoré sa úspešne uplatnia v praxi.
Chcete pridať vyššie uvedený materiál s hodnotnými komentármi alebo vyjadriť svoj názor? Napíšte poznámky do políčka pod článkom. Ak máte akékoľvek otázky, obráťte sa na našich odborníkov.