Приложение на закона на Ом в практиката

Бих искал да започна да обяснявам принципа на действие на един от основните закони на електротехниката с алегория — показваща малка карикатура на 1 от трима души под имената „Напрежение U“, „Съпротивление R“ и „Ток I“.

Той показва, че «Tok» се опитва да пропълзи през свиването в тръбата, което «Resistance» усърдно затяга. В същото време «Напрежение» полага максимално възможното усилие за преминаване, натиснете «Ток».

Тази рисунка напомня за това електричество Дали е подреденото движение на заредени частици в определена среда. Тяхното движение е възможно под въздействието на приложената външна енергия, която създава потенциална разлика — напрежение. Вътрешните сили на проводниците и елементите на веригата намаляват величината на тока, устояват на неговото движение.

Помислете за проста диаграма 2, която обяснява действието на закона на Ом за участък от електрическа верига с постоянен ток.

Като източник на напрежение U използваме батерия, които свързваме към съпротивлението R с дебели и в същото време къси проводници в точки А и В. Да предположим, че проводниците не влияят върху стойността на преминаването на ток I към резистора R.

Формула (1) изразява връзката между съпротивлението (ома), напрежението (волта) и тока (ампера). Обаждат й се Законът на Ом за участък от верига… Кръгът по формулата улеснява запомнянето и използването за изразяване на всеки от съставните параметри U, R или I (U се намира над тирето, а R и I са отдолу).

Ако трябва да определите един от тях, след това го затворете мислено и работете с останалите две, изпълнявайки аритметични операции. Когато стойностите са разположени на един ред, ние ги умножаваме. И ако те са разположени на различни нива, ние извършваме разделянето на горното на долното.

Тези взаимоотношения са показани във формули 2 и 3 на фигура 3 по -долу.

В тази верига се използва амперметър за измерване на тока, който е свързан последователно с товара R, а напрежението е волтметър, свързан паралелно с точки 1 и 2 на резистора. Като се вземат предвид конструктивните характеристики на устройствата, нека кажем, че амперметърът не влияе на тока във веригата, а волтметърът не влияе на напрежението.

Определяне на съпротивлението по закона на Ом

Използвайки показанията на устройствата (U = 12 V, I = 2,5 A), можете да използвате формула 1, за да определите стойността на съпротивлението R = 12 / 2,5 = 4,8 Ohm.

На практика този принцип е включен в работата на измервателните уреди — омметри, които определят активното съпротивление на различни електрически устройства. Тъй като те могат да бъдат конфигурирани за измерване на различни диапазони от стойности, те съответно се подразделят на микрооометри и милиоометри, работещи с ниско съпротивление и тера-, хиго- и мегоометри- измерване на много големи стойности.

За специфични условия на работа те се произвеждат:

• преносим;

• щит;

• лабораторни модели.

Принципът на действие на омметър

Магнитоелектрическите устройства обикновено се използват за извършване на измервания, въпреки че наскоро широко се въведоха електронни (аналогови и цифрови).

Омметърът на магнитоелектрическата система използва ограничител на тока R, който преминава само милиампери и чувствителна измервателна глава (милиамперметър) през себе си. Той реагира на потока на малки токове през устройството поради взаимодействието на две електромагнитни полета от постоянния магнит N-S и полето, създадено от тока, преминаващ през намотката на бобината 1 с проводима пружина 2.

В резултат на взаимодействието на силите на магнитните полета стрелката на устройството се отклонява от определен ъгъл. Скалата на главата веднага се градуира в ома за по -лесна работа. В този случай се използва изразът на съпротивление по ток съгласно формула 3.

Омметърът трябва да поддържа стабилно захранващо напрежение от батерията, за да осигури точни измервания. За тази цел се прилага калибриране с помощта на допълнителен регулиращ резистор R reg. С негова помощ, преди началото на измерването, захранването на излишното напрежение от източника се ограничава до веригата, задава се строго стабилна, нормализирана стойност.

Определяне на напрежение по закона на Ом

По време на работа с електрически вериги има моменти, когато е необходимо да се установи спадането на напрежението върху някой елемент, например резистор, но е известно неговото съпротивление, което обикновено е отбелязано върху кутията, и токът, преминаващ през него. За да направите това, не е необходимо да свързвате волтметър, но е достатъчно да използвате изчисленията по формула 2.

В нашия случай, за Фигура 3, ние правим изчисления: U = 2.5 4.8 = 12 V.

Определяне на ток по закона на Ом

Този случай е описан с формулата 3. Използва се за изчисляване на натоварванията в електрическите вериги, избор на напречните сечения на проводници, кабели, предпазители или прекъсвачи.

В нашия пример изчислението изглежда така: I = 12 / 4.8 = 2.5 A.

Байпас операция

Този метод в електротехниката се използва за изключване на работата на определени елементи от веригата, без да се разглобяват. За да направите това, късо съединение на входящите и изходящите клеми (на Фигура 1 и 2) с проводник на ненужен резистор — махнете ги.

В резултат на това токът на веригата избира път с по -малко съпротивление през шунта и нараства рязко, а напрежението на маневрения елемент пада до нула.

Късо съединение

Този режим е специален случай на байпас и обикновено е показан на горната фигура, когато късото съединение е инсталирано на изходните клеми на източника. Когато това се случи, се създават много опасни високи токове, които могат да шокират хората и да изгорят незащитено електрическо оборудване.

За борба с случайно възникнали неизправности в електрическата мрежа се използва защита. Те са настроени на такива настройки, които не пречат на работата на веригата в нормален режим. Те прекъсват захранването само в случай на спешност.

Например, ако дете по невнимание включи проводник в домакински контакт, тогава правилно конфигуриран автоматичен превключвател на входната платка за апартамент почти незабавно ще изключи захранването.

Всичко, описано по -горе, се отнася до закона на Ом за участък от DC верига, а не за пълна верига, където може да има много повече процеси. Трябва да си представим, че това е само малка част от приложението му в електротехниката.

Моделите, идентифицирани от известния учен Георг Саймън Ом между ток, напрежение и съпротивление, са описани по различни начини в различни среди и вериги на променлив ток: еднофазни и трифазни.

Ето основните формули, които изразяват съотношението на електрическите параметри в металните проводници.

По -сложни формули за извършване на специални изчисления на закона на Ом на практика.

Както можете да видите, изследванията, проведени от блестящия учен Георг Саймън Ом, са от голямо значение дори в нашето време на бързо развитие на електротехниката и автоматизацията.