Професионален електротехник, специалист по електроника, не може да прескочи закона на Ом в собствената си дейност, решавайки всички проблеми, свързани с регулирането, настройката, ремонта на електронни и електрически вериги.

Всъщност разбирането на този закон е необходимо за всички. Защото всеки в ежедневието трябва да се справя с електричеството.

Въпреки че курсът на средното училище предвижда закона на германския физик Ом, той не винаги се изучава на практика. Затова в нашия материал ще разгледаме такава тема, която е от значение за живота и ще се занимаем с възможностите за написване на формула.

Отделна секция и пълна електрическа верига

Като се има предвид електрическата верига от гледна точка на прилагането на закона на Ом към схемата, трябва да се отбележат две възможни възможности за изчисление: за единичен участък и за пълен кръг.

Изчисление за участъка от електрическата верига

Част от електрическата верига, като правило, счита част от веригата, с изключение на източника на ЕМП, като допълнително вътрешно съпротивление.

Следователно формулата за изчисление, в този случай, изглежда проста:

I = U / R,

Къде, съответно:

  • I - сила на тока;
  • U е приложеното напрежение;
  • R е резистентност.

Следвайки формулировката на закона на Ом за част от електрическа верига, величината на тока става очевидна, изразена директно пропорционално на напрежението и обратно пропорционална на резистивната стойност.

Така наречената графична "маргаритка", чрез която се представя целия набор от варианти на формулировки, базирани на закона на Ом. Удобен инструмент за съхранение в джоба: секторът „P” е формула за мощност; Сектор „U“ - формули със стрес; сектор “I” - текущи формули; „R“ - формула за устойчивост

Така формулата ясно описва зависимостта на токовия поток през отделна секция на електрическа верига по отношение на определени стойности на напрежение и съпротивление.

Приложимостта на закона е очевидна, когато например се изисква изчисляване на резистор за осъществяване на електрическа верига. Същият закон се използва, за да се определи силата на тока, провеждана през секция, или необходимото количество напрежение, приложено към секцията на веригата.

Три основни варианта на формулировката на закона на Ом, които трябва да притежават всеки професионален електротехник, електроинженер, инженер по електроника и всеки, свързан с работата на електрическите вериги. От ляво на дясно: 1 - определение на ток; 2 - определяне на резистентност; 3 - определение на напрежението, където I - ток, U - напрежение, R - съпротивление

Вземете като експеримент фиксиран резистор с номинална стойност от 10 ома, за да включите този електронен компонент в участък от електрическа верига с напрежение от 12 волта.

Тогава, за да изчислим тока, протичащ през резистивния елемент, е достатъчно да използваме вече познатата формула, замествайки реалните стойности: I = 12/10 .

Резултатът е изчислена стойност от 1, 2 А (ампера), токът протича през резистора. Така, използвайки традиционната формула за част от електрическа верига, се отварят възможностите за изчисляване на някой от трите параметъра.

По този начин винаги е възможно да се избере желаното работно напрежение, желаната сила на тока и оптималният резистивен елемент.

Чрез прилагане на закона на Ом към секция на веригата се приема, че резистивната стойност на енергийния източник е изключена от изчисленията. Това изчисление на коефициента се различава от изчислението, приложимо за цялата верига. На диаграмата: А - включването на амперметъра; V - включете волтметъра

Между другото, самият проводник действа като резистивен елемент в секцията на веригата. Тел (алуминий или мед) не е идеален проводник и има определено съпротивление.

Съответно, отново при използване на закона на Ом, става позволено точно да се избере необходимото напречно сечение на проводника, в зависимост от материала на сърцевината.

Нашият сайт има подробни инструкции за изчисляване на напречното сечение на кабела за захранване и ток.

Опция за изчисление за цялата верига

Пълна верига вече е парцел (парцели), както и източник на ЕМП. Това означава, че всъщност вътрешното съпротивление на източника на ЕМП се добавя към съществуващия резистивен компонент на секцията на веригата.

Следователно е логично да се направят някои промени в горната формула:

I = U / (R + r)

Разбира се, стойността на вътрешното съпротивление на ЕМП в закона на Ом за пълна електрическа верига може да се счита за незначителна, въпреки че в много отношения тази стойност на съпротивление зависи от структурата на източника на ЕМП.

Въпреки това, при изчисляването на сложни електронни схеми, електрически вериги с множество проводници, наличието на допълнително съпротивление е важен фактор.

За изчисления в условия на пълна електрическа верига винаги се взема предвид резистивната стойност на източника на ЕМП. Тази стойност се сумира с резистивното съпротивление на самата електрическа верига. На диаграмата: I - токов поток; R - външен резистивен елемент; r - резистивен фактор ЕМП (енергиен източник)

Както за секцията на веригата, така и за цялата верига трябва да се вземе предвид естествения момент - използването на постоянен или променлив ток.

Ако споменатите по-горе точки, характерни за закона на Ом, се разглеждат от гледна точка на използването на постоянен ток, съответно, с променлив ток, всичко изглежда малко по-различно.

Разглеждане на въздействието на закона върху променливата

Понятието "съпротивление" на условията на преминаване на променлив ток трябва да се разглежда по-скоро като понятие за "импеданс". Това се отнася до комбинацията от активен съпротивителен товар (Ra) и товара, формиран от реактивен резистор (Rr).

Такива явления се дължат на параметрите на индуктивните елементи и на законите за превключване, прилагани към променлива стойност на напрежението - синусоидална стойност на тока.

Такава е еквивалентната схема на електрическа верига с променлив ток за изчисление с използване на формулировки, базирани на принципите на закона на Ом: R е резистивен компонент; C - капацитивен компонент; L - индуктивен компонент; ЕМП е източник на енергия; I-токов поток

С други думи, ефектът от напредване (изоставане) на текущите стойности от стойностите на напрежението се осъществява, което е съпроводено с появата на активни (резистивни) и реактивни (индуктивни или капацитивни) мощности.

Изчисляването на такива явления се извършва по формулата:

Z = U / I или Z = R + J * (X L - X C )

където: Z - импеданс; R - активно натоварване; X L, X C - индуктивен и капацитивен товар; J е коефициентът.

Последователно и паралелно включване на елементи

За елементите на електрическата верига (верижна секция), характерната точка е серийно или паралелно свързване.

Съответно всеки тип свързване е придружен от различен характер на токовия поток и захранването с напрежение. В тази връзка законът на Ом също се прилага по различен начин, в зависимост от включването на елементи.

Резистивни елементи в последователност

За серийно свързване (верига с два компонента) се използва формулировката:

  • I = I1 = I2 ;
  • U = U1 + U2 ;
  • R = R1 + R2

Тази формулировка ясно показва, че независимо от броя на последователно свързани резистивни компоненти, токът, протичащ в секцията на веригата, не променя стойността.

Свързването на съпротивителните елементи в секцията на веригата е последователно едно с друго. За този вариант, неговият собствен закон за изчисление. В диаграмата: I, I1, I2 - токов поток; R1, R2 - резистивни елементи; U, U1, U2 - приложено напрежение

Степента на напрежението, приложено към ефективните съпротивителни компоненти на веригата, е сумата и се равнява на стойността на източника на ЕМП.

Напрежението на всеки отделен компонент е: Ux = I * Rx .

Общото съпротивление трябва да се разглежда като сумата от стойностите на всички съпротивителни компоненти на веригата.

Верижни паралелно свързани резистивни елементи

В случай, че има паралелно свързване на резистивни компоненти, следният текст се счита за справедлив по отношение на закона на германския физик Ом:

  • I = I 1 + I 2 … ;
  • U = U 1 = U 2 … ;
  • 1 / R = 1 / R 1 + 1 / R 2 + …

Не изключвайте опции за съставяне на схематични графики "смесен" тип, когато използвате паралелна и серийна връзка.

Свързването на резистивни елементи по веригата е паралелно. За тази опция прилагайте собствения си закон за изчисление. В диаграмата: I, I1, I2 - токов поток; R1, R2 - резистивни елементи; U - сумирано напрежение; А, Б - входни / изходни точки

За такива опции изчислението обикновено се извършва чрез първоначалното изчисляване на резистивната стойност на паралелната връзка. След това към резултата се добавя стойността на последователно свързания резистор.

Интегрални и диференцирани правни форми

Всички изброени по-горе точки с изчисления са приложими за условия, когато като част от електрически вериги, проводници се използват, така да се каже, "хомогенна" структура.

В същото време, на практика, често е необходимо да се работи с изграждането на схеми, където структурата на проводниците се променя на различни места. Например, се използват проводници от по-голяма секция или, напротив, по-малки проводници, направени на базата на различни материали.

За да се обяснят тези различия, съществува вариант на така наречения "диференциално-интегрален закон на Ом". За безкрайно малък проводник нивото на плътността на тока се изчислява в зависимост от интензивността и стойността на специфичната проводимост.

При формулата за диференциално изчисление се взема: J = ό * E

За интегралното изчисление, съответно, формулировката: I * R = --1 - +2 +

Тези примери обаче са по-близо до училището по висша математика и всъщност не се използват в практиката на обикновен електротехник.

Заключения и полезно видео по темата

Подробен анализ на закона на Ом във видеото по-долу ще помогне за окончателното укрепване на знанията в тази посока.

Един вид видео урок, който качествено подкрепя теоретичното писане:

Работата на електротехник или дейността на инженер по електроника е присъщо свързана с моментите, когато човек наистина трябва да спазва закона на Джордж Ом в действие. Това е един вид истини, които всеки професионалист трябва да знае.

Масовите познания по този въпрос не се изискват - достатъчно е да се научат трите основни варианти на формулировката да се прилагат успешно на практика.

Искате ли да добавите горния материал с ценни коментари или да изразите мнението си? Моля, напишете коментари в полето под статията. Ако имате някакви въпроси, не се колебайте да ги попитате пред нашите експерти.

Категория:

Електротехник