- Odvojeni dio i kompletan električni krug
- Uzastopno i paralelno uključivanje elemenata
- Zaključci i koristan video na temu
Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Profesionalni električar, stručnjak za elektroniku, ne može zaobići Ohmov zakon u svojim aktivnostima, rješavajući bilo kakve probleme povezane s prilagodbom, podešavanjem, popravkom elektroničkih i električnih krugova.
Zapravo, razumijevanje ovog zakona neophodno je svima. Jer svatko u svakodnevnom životu mora se nositi s električnom energijom.
Iako je srednjoškolsko obrazovanje predviđeno zakonom njemačke fizike Ohm, ono se ne proučava uvijek u praksi. Stoga ćemo u našem materijalu razmotriti temu koja je relevantna za život i bavit ćemo se mogućnostima pisanja formule.
Odvojeni dio i kompletan električni krug
Uzimajući u obzir električni krug sa stajališta primjene Ohmovog zakona na shemu, treba navesti dvije moguće mogućnosti izračuna: za jednu parcelu i za puni krug.
Izračun za dio električnog kruga
Dio električnog kruga, u pravilu, smatra da dio kruga, osim izvora EMF-a, ima dodatni unutarnji otpor.
Stoga formula za izračun, u ovom slučaju, izgleda jednostavno:
I = U / R,
Gdje, respektivno:
- I - jačina struje;
- U je primijenjeni napon;
- R je otpor.
Slijedeći formulaciju Ohmovog zakona za dio električnog kruga, jačina struje postaje očita, izražena u izravnoj proporciji s naponom i obrnuto proporcionalna otporničkoj vrijednosti.
Takozvana grafička "tratinčica", kroz koju je prikazan cijeli niz varijacija formulacija temeljenih na Ohmovom zakonu. Praktičan alat za skladištenje džepova: sektor „P“ je formula moći; „U“ sektor - formule stresa; sektor “I” - trenutne formule; "R" sektor - formule otpora
Dakle, formula jasno opisuje ovisnost protoka struje kroz poseban dio električnog kruga u odnosu na određene vrijednosti napona i otpora.
Primjenjivost zakona je očita kada je, na primjer, potreban izračun otpornika za provedbu električnog kruga. Isti se zakon koristi za određivanje jačine struje koja se provodi kroz presjek ili potrebnu količinu napona primijenjenog na dio kruga.
Tri osnovne varijacije teksta Ohmovog zakona, koje moraju imati svi profesionalni električari, inženjeri elektrotehnike, inženjeri elektronike i svi koji su povezani s radom električnih krugova. S lijeva na desno: 1 - definicija struje; 2 - određivanje otpornosti; 3 - definicija napona, gdje je I - struja, U - napon, R - otpornost. \ T
Uzmite kao pokus fiksni otpornik nominalne vrijednosti od 10 ohma za uključivanje ove elektroničke komponente u dijelu električnog kruga s naponom od 12 volti.
Zatim, da bi se izračunala struja koja protječe kroz otpornički element, dovoljno je upotrijebiti već poznatu formulu, zamjenjujući stvarne vrijednosti: I = 12/10 .
Rezultat je izračunata vrijednost 1, 2 A (ampera), struja koja teče kroz otpornik. Dakle, koristeći tradicionalnu formulu za dio električnog kruga, otvaraju se mogućnosti za izračunavanje bilo kojeg od tri parametra.
Time je uvijek moguće odabrati željeni radni napon, željenu jakost struje i optimalni otporni element.
Primjenom Ohmovog zakona na dio kruga, pretpostavlja se da je otpornička vrijednost izvora energije isključena iz izračuna. Ovaj izračun faktora razlikuje se od izračuna koji se primjenjuje na cijeli lanac. Na dijagramu: A - uključivanje ampermetra; V - uključite voltmetar
Usput, sam vodič djeluje kao otpornički element na dijelu sklopa. Žica (aluminij ili bakar) nije idealan vodič i ima određeni otpor.
Sukladno tome, ponovno koristeći Ohmov zakon, dopušteno je precizno odabrati željeni presjek vodiča, ovisno o materijalu jezgre.
Naša stranica sadrži detaljne upute za izračunavanje presjeka kabela za snagu i struju.
Mogućnost izračuna za cijeli lanac
Kompletan sklop je već parcela (parcela), kao i izvor EMF-a. To jest, u stvari, unutarnji otpor EMF izvora dodaje se postojećoj otporničkoj komponenti dijela kruga.
Stoga je logično napraviti neke promjene u gornjoj formuli:
I = U / (R + r)
Naravno, vrijednost unutarnjeg otpora EMF-a u Ohmovom zakonu za potpuni električni krug može se smatrati zanemarivim, iako ova vrijednost otpora u mnogim aspektima ovisi o strukturi EMF izvora.
Međutim, pri izračunu složenih elektroničkih sklopova, električnih krugova s više vodiča, prisutnost dodatnog otpora je važan čimbenik.
Za izračune u uvjetima punopravnog električnog kruga, uvijek se uzima u obzir otporna vrijednost izvora EMF-a. Ta se vrijednost zbraja s otporničkim otporom samog strujnog kruga. U dijagramu: I - strujni tok; R - vanjski otpornički element; r - faktor otpornosti EMF (izvor energije)
I za dio sklopa i za cijeli sklop treba uzeti u obzir prirodni trenutak - korištenje konstantne ili varijabilne struje.
Ako se gore spomenute točke, karakteristične za Ohmov zakon, razmatraju sa stajališta korištenja istosmjerne struje, odnosno izmjenične struje, sve izgleda malo drugačije.
Razmatranje učinka zakona na varijablu
Koncept "otpornosti" na uvjete prolaska izmjenične struje treba smatrati više konceptom "impedancije". To se odnosi na kombinaciju aktivnog otpornog opterećenja (Ra) i opterećenja koje stvara reaktivni otpornik (Rr).
Takve pojave su uzrokovane parametrima induktivnih elemenata i zakonima o prebacivanju koji se primjenjuju na promjenjivu vrijednost napona - vrijednost sinusne struje.
Takav je ekvivalentni krug električnog kruga izmjenične struje za proračun uz uporabu formulacija koje se temelje na načelima Ohmovog zakona: R je otpornička komponenta; C - kapacitivna komponenta; L - induktivna komponenta; EMF je izvor energije; I-struja protoka
Drugim riječima, dolazi do učinka napredovanja (zaostajanja) strujnih vrijednosti iz vrijednosti napona, što je praćeno pojavom aktivne (otporne) i reaktivne (induktivne ili kapacitivne) snage.
Izračun takvih pojava provodi se pomoću formule:
Z = U / I ili Z = R + J * (X L - X C )
gdje: Z - impedancija; R - aktivno opterećenje; X L, X C - induktivno i kapacitivno opterećenje; J je koeficijent.
Uzastopno i paralelno uključivanje elemenata
Za elemente električnog kruga (lančani dio) karakteristična točka je serijski ili paralelni spoj.
U skladu s tim, svaki tip priključka prati različita priroda struje i napona napajanja. U tom smislu, Ohmov zakon se također primjenjuje različito, ovisno o uključivanju elemenata.
Otporni elementi kruga u nizu
Za serijsku vezu (sklop s dvije komponente) koristi se tekst:
- I = I1 = I2 ;
- U = U1 + U2 ;
- R = R1 + R2
Ova formulacija jasno pokazuje da, bez obzira na broj serijski spojenih otporničkih komponenti, struja koja teče u krugu ne mijenja vrijednost.
Povezivanje otporničkih elemenata u dijelu sklopa dosljedno je međusobno. Za ovu opciju, vlastiti zakon izračuna. Na dijagramu: I, I1, I2 - strujni tok; R1, R2 - otporni elementi; U, U1, U2 - primijenjeni napon
Veličina napona primijenjenog na efektivne otporničke komponente kruga je zbroj i iznosi vrijednost izvora EMF-a.
Napon na svakoj pojedinoj komponenti je: Ux = I * Rx .
Ukupni otpor treba smatrati zbrojem vrijednosti svih otpornih komponenti kruga.
Paralelno spojeni otporni elementi
U slučaju paralelnog povezivanja otpornih komponenti, sljedeći tekst se smatra poštenim s obzirom na zakon njemačkog fizičara Ohma:
- I = I 1 + I 2 … ;
- U = U1 = U2 … ;
- 1 / R = 1 / R 1 + 1 / R 2 + …
Ne isključujte opcije za crtanje shematskih grafikona "miješanog" tipa, kada se koristi paralelna i serijska veza.
Povezivanje otporničkih elemenata na lancu paralelno. Za ovu opciju primijenite vlastiti zakon izračuna. Na dijagramu: I, I1, I2 - strujni tok; R1, R2 - otporni elementi; U - sumirani napon; A, B - ulazne / izlazne točke
Za takve opcije, izračun se obično provodi početnim izračunom otporničke vrijednosti paralelne veze. Tada se vrijednost serije spojenog otpornika dodaje rezultatu.
Integralne i diferencijalne forme prava
Sve navedene točke s izračunima primjenjuju se na uvjete kada se, kao dio električnih krugova, vodiči koriste, da tako kažemo, "homogene" strukture.
U međuvremenu, u praksi je često potrebno baviti se konstrukcijom shema, gdje se struktura vodiča mijenja na različitim mjestima. Na primjer, koriste se žice većeg presjeka ili, naprotiv, manje žice, izrađene na temelju različitih materijala.
Zbog takvih razlika postoji varijacija takozvanog "Ohmovog diferencijalno-integralnog zakona". Za beskonačno mali vodič, izračunava se razina gustoće struje ovisno o intenzitetu i vrijednosti specifične vodljivosti.
Pod diferencijalnom formulom izračuna se uzima: J = ό * E
Za integralni izračun, odnosno, formulacija: I * R = --1 - +2 +
Međutim, ti su primjeri bliži školi više matematike i zapravo se ne koriste u stvarnoj praksi jednostavnog električara.
Zaključci i koristan video na temu
Detaljna analiza Ohmovog zakona u videozapisu u nastavku pomoći će da se konačno konsolidira znanje u tom smjeru.
Neka vrsta video lekcije kvalitativno podržava teoretsko pisanje:
Rad električara ili rad inženjera elektronike inherentno je povezan s trenucima kada se stvarno treba pridržavati zakona Georgea Ohma u akciji. To je vrsta istina koje svaki profesionalac treba znati.
Opsežna znanja o ovom pitanju nisu potrebna - dovoljno je naučiti tri glavne varijacije teksta kako bi se uspješno primjenjivale u praksi.
Želite li dodati gore navedeni materijal s vrijednim komentarima ili izraziti svoje mišljenje? Molimo napišite komentare u okvir ispod članka. Ako imate bilo kakvih pitanja, slobodno ih pitajte našim stručnjacima.