Ohm törvényének alkalmazása a gyakorlatban

Az elektrotechnika egyik alaptörvényének működési elvét szeretném elmagyarázni egy allegóriával – egy kis karikatúrát mutatva három ember közül 1-ről: „U feszültség”, „R ellenállás” és „áram I”.

Azt mutatja, hogy a „Tok” megpróbál átmászni a csőben lévő összehúzódáson, amelyet az „Ellenállás” szorgalmasan meghúz. Ugyanakkor a «Voltage» a lehető legnagyobb erőfeszítést teszi az áthaladáshoz, nyomja meg az «Current» gombot.

Ez a rajz erre emlékeztet elektromosság A töltött részecskék rendezett mozgása egy adott közegben. Mozgásuk lehetséges külső energia hatására, ami potenciálkülönbséget - feszültséget - hoz létre. A vezetékek és az áramkör elemeinek belső erői csökkentik az áram nagyságát, ellenállnak annak mozgásának.

Vegyünk egy egyszerű 2. diagramot, amely elmagyarázza az Ohm-törvény működését egy egyenáramú áramkör egy szakaszára.

Feszültségforrásként U használjuk akkumulátor, amelyet az A és B pontokban vastag és egyben rövid vezetékekkel összekötünk az R ellenállással.Tegyük fel, hogy a vezetékek nem befolyásolják az R ellenálláson áthaladó I áram értékét.

Az (1) képlet az ellenállás (ohm), a feszültség (volt) és az áram (amper) közötti összefüggést fejezi ki. Őt hívják Ohm törvénye az áramkör egy szakaszára… A képletkör könnyen megjegyezhető és használható az U, R vagy I alkotóparaméterek bármelyikének kifejezésére (U a kötőjel felett, R és I pedig alatta).

Ha meg kell határoznia az egyiket, zárja be gondolatban, és dolgozzon a másik kettővel, számtani műveleteket végrehajtva. Ha az értékek egy sorban vannak, megszorozzuk őket. És ha különböző szinteken helyezkednek el, akkor a felsőt az alsóra osztjuk.

Ezeket az összefüggéseket az alábbi 3. ábra 2. és 3. képlete mutatja.

Ebben az áramkörben ampermérőt használnak az áram mérésére, amely sorba van kapcsolva az R terheléssel, a feszültség pedig egy voltmérő, amely párhuzamosan van csatlakoztatva az ellenállás 1. és 2. pontjához. Figyelembe véve az eszközök tervezési jellemzőit, mondjuk, hogy az ampermérő nem befolyásolja az áramkör áramát, és a voltmérő nem befolyásolja a feszültséget.

Az ellenállás meghatározása Ohm törvényével

Az eszközök (U = 12 V, I = 2,5 A) leolvasott adatai alapján az 1. képlet segítségével meghatározhatja az R = 12 / 2,5 = 4,8 Ohm ellenállásértéket.

A gyakorlatban ez az elv a mérőeszközök - ohmmérők - működésében szerepel, amelyek meghatározzák a különböző elektromos eszközök aktív ellenállását.Mivel különböző értéktartományok mérésére konfigurálhatók, mikroohmokra és milliohmokra oszthatók, amelyek alacsony ellenállással működnek, valamint tera-, higo- és megaohmokra, amelyek nagyon nagy értékeket mérnek.

Különleges munkakörülményekhez gyártják:

• hordozható;

• pajzs;

• laboratóriumi modellek.

Az ohmmérő működési elve

Mágneses elektromos eszközöket gyakran használnak mérésekhez, bár az elektronikus (analóg és digitális) eszközöket a közelmúltban széles körben bevezették.

A magnetoelektromos rendszerű ohmmérő egy R áramkorlátozót használ, amely csak milliampert enged át, és egy érzékeny mérőfejet (milliamétert) használ rajta. Reagál az eszközön átáramló kis áramokra az N-S állandó mágnes két elektromágneses mezőjének kölcsönhatása és az 1 tekercs tekercsén áthaladó áram által létrehozott mező és egy vezető rugóval 2.

A mágneses mezők erőinek kölcsönhatása következtében a készülék nyila egy bizonyos szögből eltér. A fejen lévő skála azonnal ohmban van besorolva a könnyebb működés érdekében. Ebben az esetben az áramellenállás kifejezését a 3. képlet szerint használjuk.

Az ohmmérőnek stabil tápfeszültséget kell fenntartania az akkumulátorról, hogy biztosítsa a pontos méréseket. Ebből a célból a kalibrálást egy további R reg. szabályozó ellenállással kell elvégezni. Segítségével a mérés megkezdése előtt a forrásból származó többletfeszültséget az áramkörre korlátozzuk, szigorúan stabil, normalizált értéket állítunk be.

A feszültség meghatározása Ohm törvényével

Az elektromos áramkörökkel végzett munka során előfordulhat, hogy meg kell határozni a feszültségesést egy elemen, például egy ellenálláson, de az ellenállása, amelyet általában a dobozon jelölnek, és a rajta áthaladó áram ismert. Ehhez nem kell voltmérőt csatlakoztatnia, de elegendő a 2. képlet szerinti számításokat használni.

Esetünkben a 3. ábrához számításokat végzünk: U = 2,5 4,8 = 12 V.

Az áramerősség meghatározása Ohm törvénye szerint

Ezt az esetet a 3. képlet írja le. Az elektromos áramkörök terheléseinek kiszámítására, a vezetékek, kábelek, biztosítékok vagy megszakítók keresztmetszete kiválasztására szolgál.

Példánkban a számítás így néz ki: I = 12 / 4,8 = 2,5 A.

Bypass műtét

Az elektrotechnikában ezt a módszert az áramkör egyes elemeinek működésének letiltására használják szétszerelés nélkül. Ehhez zárja rövidre a bemeneti és kimeneti kapcsokat (az 1. és 2. ábrán) egy vezetékkel egy felesleges ellenálláshoz - távolítsa el őket.

Ennek eredményeként az áramköri áram kisebb ellenállású utat választ a söntön keresztül, és élesen megemelkedik, a söntelem feszültsége pedig nullára csökken.

Rövidzárlat

Ez az üzemmód a bypass speciális esete, és általában a fenti ábrán látható, ha a rövidzárlat a forrás kimeneti kapcsaira van telepítve. Amikor ez megtörténik, nagyon veszélyes nagy áramok keletkeznek, amelyek sokkolhatják az embereket, és megégethetik a nem védett elektromos berendezéseket.

A védelmet az elektromos hálózat véletlen meghibásodásainak leküzdésére használják. Olyan beállításokra vannak beállítva, amelyek nem zavarják az áramkör normál üzemmódban történő működését.Csak vészhelyzet esetén kapcsolják le az áramot.

Például, ha egy gyermek véletlenül bedug egy vezetéket a háztartási konnektorba, akkor a lakás bejárati tábláján lévő, megfelelően konfigurált automatikus kapcsoló szinte azonnal kikapcsolja az áramot.

A fent leírtak az Ohm-törvényre utalnak egy egyenáramú áramkör egy szakaszára, nem pedig egy teljes áramkörre, ahol sokkal több folyamat lehet. El kell képzelnünk, hogy ez csak egy kis része az elektrotechnikában való alkalmazásának.

A híres tudós, Georg Simon Ohm által azonosított mintákat az áram, a feszültség és az ellenállás között különböző módon írják le a különböző váltakozó áramú környezetekben és áramkörökben: egyfázisú és háromfázisú.

Íme az alapvető képletek, amelyek a fémvezetők elektromos paramétereinek arányát fejezik ki.

Bonyolultabb képletek speciális Ohm-törvény számítások elvégzéséhez a gyakorlatban.

Amint láthatja, a zseniális tudós, Georg Simon Ohm kutatása nagy jelentőséggel bír még az elektrotechnika és az automatizálás rohamos fejlődésének korszakában is.