Naudingi patarimai

Ohmo įstatymas

Pin
Send
Share
Send
Send


Elektrinės grandinės, turinčios aktyviąją varžą, pirmiausia gali būti supaprastintos, sujungiant lygiagrečiai arba nuosekliai sujungtus rezistorius į jiems lygiaverčius įprastus varžus, o paskui, pagal Ohmo dėsnį, suraskite apskaičiuotos bendros varžos srovę arba įtampą. Po to galite eiti priešingu keliu ir, naudodamiesi Ohmo įstatymu, surasti įtampą ir srovę kiekvienoje grandinės varžoje.

Skaičiavimams reikalingos lygtys pateikiamos straipsnyje prieš konkrečius pavyzdžius. Straipsnyje pateiktos informacijos pakanka patiems apskaičiuoti elektros grandines. Tais atvejais, kai reikia atlikti kelis veiksmus, jie skiriami paeiliui.

Visos grandinės varžos parodomos kaip varžai (pavaizduotos kaip zigzago linija). Manoma, kad juos jungiančių laidų (parodytų kaip tiesios linijos) varža yra lygi nuliui (bent apytiksliai, palyginti su rezistoriais).

Žemiau pateikiami visi pagrindiniai grandinės projektavimo žingsniai.

  1. 1 Jei grandinėje yra daugiau nei vienas rezistorius, suraskite visos grandinės ekvivalentinę varžą „R“, kaip aprašyta toliau skyriuje „Rezistoriai, sujungti nuosekliai ir lygiagrečiai“.
  2. 2 Pakeiskite rastą bendrą grandinės varžą „R“ Ohmo dėsnio lygtyje, kaip aprašyta žemiau Ohmo dėsnio skyriuje.
  3. 3 Jei grandinėje yra daugiau nei vienas rezistorius, ankstesniame žingsnyje rastas įtampos ar srovės vertes vėl galima pakeisti į Ohmo dėsnio lygtį, ieškant bet kurio grandinės varžos įtampos ar srovės.

Ohmo dėsnis gali būti parašytas trimis lygiavertėmis formomis, atsižvelgiant į tai, ką reikia nustatyti:

"V" - įtampa ("potencialo skirtumas") įjungta varža, „I“ yra srovė, tekanti per varžą, o „R“ - varžos vertė. Jei pasipriešinimas yra rezistorius (grandinės elementas, turintis specifinę elektrinę varžą), paprastai jis žymimas raide „R“ pridedant skaičių, pavyzdžiui, „R1“, „R105“ ir kt.

Algebrinėmis transformacijomis lengva pereiti iš (1) formulės į (2) arba (3) formulę. Kai kuriais atvejais vietoj „V“ naudojamas žymėjimas „E“ (pavyzdžiui, E = IR), kur „E“ reiškia EML arba „elektromotorinę jėgą“, kuri yra kitas įtampos pavadinimas.

(1) lygtis naudojama tada, kai žinoma apie tam tikrą varžą tekančią srovę.

(2) lygtis tinka tais atvejais, kai žinoma tam tikros varžos įtampa.

(3) lygtis leidžia apskaičiuoti nežinomą varžos vertę, jei yra žinoma per šią varžą einanti srovė ir joje esanti įtampa.

Tarptautinėje vienetų sistemoje () Ohmo įstatyme nurodytos vertės matuojamos šiais vienetais:

  • Įtampa visoje varžoje "V" yra apibrėžta, sutrumpintai "B".
  • Dabartinis „I“ matuojamas, žymimas „A“.
  • Varža „R“ matuojama omu, sutrumpintai „omu“. Jei raidė „k“ yra prieš žymėjimą „Ohm“, tai reiškia „tūkstantis“ omų arba kiloomų, jei „M“ raidė yra „milijonai“ omų arba megaomų.

Ohmo įstatymas galioja visoms grandinėms, turinčioms tik aktyviąją varžą (pavyzdžiui, rezistoriams arba laidininkams, kurių varža yra lygi nuliui, arba kompiuterio blokams). Kai kuriems grandinės elementams (induktoriams ir kondensatoriams) aukščiau pateiktoje formoje Ohmo dėsnis netaikomas (aukščiau pateiktose lygtėse atsparumas turi tik „R“, neatsižvelgiant į induktyvumo ir talpos elementus). Ohmo dėsnis gali būti naudojamas grandinėms, turinčioms aktyvųjį pasipriešinimą, nepriklausomai nuo to, ar prie jų pritvirtinamas (ar praeina pro juos) pastovus pasipriešinimas (srovė), kintama varža (srovė) ar kokia nors savavališka bangos forma, kuri kinta atsižvelgiant į laiką. Jei tiekiama įtampa ar srovė kinta sinusoidiškai (pvz., Esant 50 Hz dažniui, kaip ir namų elektros lizdui), jie paprastai matuojami kvadratiniais voltais arba amperais.

Daugiau informacijos apie Ohmo įstatymus galite rasti tinklalapyje

Pavyzdys: įtampos kritimas išilgai laido

Tarkime, kad norime rasti įtampos kritimą per laido gabalą, kai per jį teka 1 ampero srovė. Šios vielos sekcijos varža yra 0,5 omo. Naudodami aukščiau pateiktą Ohmo dėsnio (1) lygtį, apskaičiuojame įtampos kritimą:

V = IR = (1 A) (0,5 Ω) = 0,5 V (t. Y. 1/2 volto)

Jei kintamos srovės, veikiančios 50 Hz dažniu (namų tinklas), vidutinė kvadratinė vertė yra 1 amperas, rezultatas yra tas pats, 0,5 V, tačiau tai bus kintamosios srovės įtampos kritimo „vidutinė kvadratinė vertė“.

Serijos pasipriešinimas

„Serijinis“ varžų sujungimas yra tas, kuriame ankstesnio rezistoriaus galas yra prijungtas prie kito pradžios, taigi rezistoriai sudaro grandinę (žr. Paveikslą), bendras tokios grandinės pasipriešinimas yra lygus visų jį sudarančių rezistorių varžų sumai. „N“ rezistorių R1, R2, atveju. Rn mes turime:

Lygiagretusis pasipriešinimas

Bendras sujungtų rezistorių pasipriešinimas lygiagrečiai (žr. diagramą dešinėje) yra lygus:


Dvi brūkšneliai („//“) dažnai naudojami norint parodyti, kad varžos yra sujungtos lygiagrečiai. Pvz., Rezistorių R1 ir R2 lygiagretus sujungimas gali būti trumpai vadinamas „R1 // R2“. Atkreipkite dėmesį, kad R1 // R2 = R2 // R1. Lygiagretus trijų varžų R1, R2 ir R3 sujungimas žymimas kaip „R1 // R2 // R3“.

Pavyzdys: lygiagretusis pasipriešinimas

Jei du identiški rezistoriai R1 = 10 omų ir R2 = 10 omų, sujungti lygiagrečiai, turime:

1 / Rgenerolas = 1 / R1 + 1 / R2 = 0,1 + 0,1 = 0,2 Rgenerolas = 1 / 0,2 = 5 omai

Taip pat naudinga atsiminti „mažesnio nei mažiausio“ taisyklę, kuri reiškia, kad atsirandantis pasipriešinimas bus mažesnis už žemiausią pasipriešinimą tam tikroje jungtyje.

Atsparumas, sujungtas nuosekliai ir lygiagrečiai


Grandinės, apimančios įvairius varžų derinius, sujungtus tiek nuosekliai, tiek lygiagrečiai, gali būti apskaičiuojamos sujungiant rezistorius į „lygiavertį“ arba „bendrą“ pasipriešinimą.

  1. Sujunkite visus lygiagrečiai sujungtus rezistorius į savo ekvivalentinį varžą, naudodami aukščiau pateiktą skyrių „Atsparumas lygiagrečiame sujungime“. Atminkite, kad jei lygiagrečiai sujungtose atšakose yra rezistoriai, sujungti su nuosekliai sujungtais rezistoriais, pirmiausia turite rasti lygiavertį pasipriešinimą šiems nuosekliai sujungtiems rezistoriams.
  2. Norėdami rasti bendrą grandinės R varžą, sujunkite serijos rezistoriusgenerolas.
  3. Pagal Ohmo dėsnį suraskite bendrą srovę per grandinę tam tikroje įtampoje arba bendrą taikomą įtampą esant žinomai srovei per grandinę.
  4. Aukščiau apskaičiuota bendra įtampa ar srovė naudojama Ohmo dėsnio lygtims apskaičiuojant įtampą ir sroves atskirose grandinės dalyse.
  5. Pakeiskite anksčiau atrastas srovės ar įtampos vertes Ohmo dėsnio lygtimis, kad rastumėte srovę ar įtampą viename rezistoriuje. Ši operacija parodyta žemiau pateiktame pavyzdyje.

Didelėms grandinėms gali reikėti kelis kartus atlikti 2 aukščiau aprašytus veiksmus.

Pavyzdys: nuosekliųjų ir lygiagrečių jungčių grandinė

Dešinėje pavaizduotos grandinės atveju pirmiausia turite sujungti lygiagrečiai sujungtus rezistorius, surasdami jų ekvivalentinį varžą R1 // R2, o tada surasti bendrą grandinės varžą pagal formulę:

Tegul R3 = 2 omai, R2 = 10 omų, R1 = 15 omų, o grandinė sujungta su 12 voltų akumuliatoriumi taip, kad Vgenerolas = 12 voltų. Pagal aukščiau aprašytus veiksmus mes turime:

Rgenerolas = R3 + R1 // R2 = 2 + 6 = 8 omai


Dabar įtampa per pasipriešinimą R3 (žymima kaip VR3) gali būti apskaičiuojamas pagal Ohmo dėsnį, nes per šį pasipriešinimą tekanti srovė yra žinoma ir lygi 1,5 amperų:

VR3 = (Ašdažnas) (R3) = 1,5 A x 2 omai = 3 V

Rezistoriaus R2 įtampa (lygi rezistoriaus R1 įtampai) gali būti apskaičiuota pagal Ohmo dėsnį, padauginant srovę I = 1,5 amperus iš ekvivalentinio rezistorių R1 // R2 = 6 omų lygiaverčio sujungimo ekvivalento varžos, kuri suteikia 1,5 x 6 = 9 voltus. , arba raskite atimdami įtampą ties R3 (nustatyta aukščiau VR3) visos taikomos 12 voltų įtampos, t. 12 voltų - 3 voltai = 9 voltai. Po to galite rasti srovę per R2 (žymimą kaip IR2) pagal Ohmo dėsnį (R2 įtampa žymima kaip „V“R2"):

R2 = (VR2) / R2 = (9 voltai) / (10 omų) = 0,9 amperų

Srovė per R1 gali būti nustatyta panašiai, padalijant šio rezistoriaus įtampą (9 voltus) iš jo varžos (15 omų), ir gaunamas 0,6 amperų rezultatas. Atkreipkite dėmesį, kad bendra srovė per R2 (0,9 amperų) kartu su srove per R1 (0,6 amperų) suteikia bendrą srovę per grandinę (1,5 amperų).

Kur ir kada galima taikyti Ohmo įstatymą?

Minėtos formos Ohmo įstatymas galioja gana plačiam metalų diapazonui. Jis atliekamas tol, kol metalas pradeda tirpti. Mažiau platus pritaikymas elektrolitų tirpaluose (lydytuose) ir labai jonizuotose dujose (plazmoje).

Kai dirbate su elektros grandinėmis, kartais reikia nustatyti tam tikro elemento įtampos kritimą. Jei tai yra rezistorius, turintis žinomą pasipriešinimo vertę (jis uždedamas ant korpuso), ir taip pat žinoma per jį praeinanti srovė, įtampą galite sužinoti naudodami Ohmo formulę, neprijungdami voltmetro.

Ohmo įstatymas

Ohmo dėsnis gali būti parašytas trimis lygiavertėmis formomis, atsižvelgiant į tai, ką reikia nustatyti:

"V" - įtampa ("potencialo skirtumas") įjungta varža, „I“ yra srovė, tekanti per varžą, o „R“ - varžos vertė. Jei pasipriešinimas yra rezistorius (grandinės elementas, turintis specifinę elektrinę varžą), paprastai jis žymimas raide „R“ pridedant skaičių, pavyzdžiui, „R1“, „R105“ ir kt.

Algebrinėmis transformacijomis lengva pereiti iš (1) formulės į (2) arba (3) formulę. Kai kuriais atvejais vietoj „V“ naudojamas žymėjimas „E“ (pavyzdžiui, E = IR), kur „E“ reiškia EML arba „elektromotorinę jėgą“, kuri yra kitas įtampos pavadinimas.

(1) lygtis naudojama tada, kai žinoma apie tam tikrą varžą tekančią srovę.

(2) lygtis tinka tais atvejais, kai žinoma tam tikros varžos įtampa.

(3) lygtis leidžia apskaičiuoti nežinomą varžos vertę, jei yra žinoma per šią varžą einanti srovė ir joje esanti įtampa.

Tarptautinėje vienetų sistemoje (SI) vertės, įtrauktos į Ohmo įstatymus, matuojamos šiais vienetais:

  • Įtampa visoje varžoje „V“ nustatoma voltais, sutrumpintai „V“.
  • Srovė „I“ matuojama amperais, žymima kaip „A“.
  • Varža „R“ matuojama omu, sutrumpintai „omu“. Jei raidė „k“ yra prieš žymėjimą „Ohm“, tai reiškia „tūkstantis“ omų arba kiloomų, jei „M“ raidė yra „milijonai“ omų arba megaomų.

Ohmo įstatymas galioja visoms grandinėms, turinčioms tik aktyviąją varžą (pavyzdžiui, rezistoriams arba laidininkams, kurių varža yra lygi nuliui, arba kompiuterio blokams). Kai kuriems grandinės elementams (induktoriams ir kondensatoriams) aukščiau pateiktoje formoje Ohmo dėsnis netaikomas (aukščiau pateiktose lygtėse atsparumas turi tik „R“, neatsižvelgiant į induktyvumo ir talpos elementus). Ohmo dėsnis gali būti naudojamas grandinėms, turinčioms aktyvųjį pasipriešinimą, nepriklausomai nuo to, ar prie jų pritvirtinamas (ar praeina pro juos) pastovus pasipriešinimas (srovė), kintama varža (srovė) ar kokia nors savavališka bangos forma, kuri kinta atsižvelgiant į laiką. Jei tiekiama įtampa ar srovė kinta sinusoidiškai (pvz., Esant 50 Hz dažniui, kaip ir namų elektros lizdui), jie paprastai matuojami kvadratiniais voltais arba amperais.

Daugiau informacijos apie Ohmo įstatymą galite rasti Vikipedijoje.

Žingsniai Redaguoti

  1. Sujunkite visus lygiagrečiai sujungtus rezistorius į savo ekvivalentinį varžą, naudodami aukščiau pateiktą skyrių „Atsparumas lygiagrečiame sujungime“. Atminkite, kad jei lygiagrečiai sujungtose atšakose yra rezistoriai, sujungti su nuosekliai sujungtais rezistoriais, pirmiausia turite rasti lygiavertį pasipriešinimą šiems nuosekliai sujungtiems rezistoriams.
  2. Norėdami rasti bendrą grandinės R varžą, sujunkite serijos rezistoriusgenerolas.
  3. Pagal Ohmo dėsnį suraskite bendrą srovę per grandinę tam tikroje įtampoje arba bendrą taikomą įtampą esant žinomai srovei per grandinę.
  4. Aukščiau apskaičiuota bendra įtampa ar srovė naudojama Ohmo dėsnio lygtims apskaičiuojant įtampą ir sroves atskirose grandinės dalyse.
  5. Pakeiskite anksčiau atrastas srovės ar įtampos vertes Ohmo dėsnio lygtimis, kad rastumėte srovę ar įtampą viename rezistoriuje. Ši operacija parodyta žemiau pateiktame pavyzdyje.

Didelėms grandinėms gali reikėti kelis kartus atlikti 2 aukščiau aprašytus veiksmus.

Ohmo įstatymo prasmė

Ohmo dėsnis nustato srovės stiprį elektros grandinėje esant tam tikrai įtampai ir žinomą varžą.

Tai leidžia apskaičiuoti šiluminį, cheminį ir magnetinį srovės poveikį, nes jie priklauso nuo srovės stiprio.

Ohmo dėsnis yra ypač naudingas inžinerijoje (elektroninėje / elektrinėje), nes jis susijęs su trim pagrindiniais elektros energijos dydžiais: srove, įtampa ir varža. Jis parodo, kaip šie trys kiekiai yra tarpusavyje susiję makroskopiniu lygmeniu.

Jei būtų galima apibūdinti Ohmo dėsnį paprastais žodžiais, tada jis vizualiai atrodytų taip:

Iš Ohmo įstatymo matyti, kad pavojinga uždaryti įprastą apšvietimo tinklą su mažo atsparumo laidininku. Dabartinė jėga bus tokia didelė, kad gali sukelti skaudžių padarinių.

Pin
Send
Share
Send
Send