Ohmi seaduse rakendamine praktikas

Tahaksin hakata selgitama ühe elektrotehnika põhiseaduse tööpõhimõtet allegooriaga – näidates väikest karikatuuri ühest kolmest inimesest nimega "Pinge U", "Takistus R" ja "Vool I".

See näitab, et «Tok» üritab roomata läbi torus oleva kontraktsiooni, mida «Resistance» usinalt pingutab. Samal ajal pingutab «Pinge» läbimiseks maksimaalselt, vajuta «Current».

See joonistus on selle meeldetuletus elektrit Kas laetud osakeste korrapärane liikumine konkreetses keskkonnas. Nende liikumine on võimalik rakendatud välisenergia mõjul, mis tekitab potentsiaalse erinevuse — pinge. Juhtmete ja vooluahela elementide sisejõud vähendavad voolu suurust, takistavad selle liikumist.

Mõelge lihtsale diagrammile 2, mis selgitab Ohmi seaduse toimimist alalisvooluahela lõigu jaoks.

Pingeallikana U kasutame aku, mille ühendame punktides A ja B jämedate ja samal ajal lühikeste juhtmetega takistusega R.Oletame, et juhtmed ei mõjuta takisti R läbiva voolu I väärtust.

Valem (1) väljendab seost takistuse (oomi), pinge (voltide) ja voolutugevuse (amprite) vahel. Nad kutsuvad teda Ohmi seadus vooluringi lõigu kohta… Valemiring muudab selle hõlpsasti meelde jätmise ja kasutamise mis tahes koostisosade parameetrite U, R või I väljendamiseks (U on kriipsu kohal ning R ja I on allpool).

Kui teil on vaja üks neist kindlaks määrata, sulgege see vaimselt ja tehke aritmeetilisi toiminguid kahe teisega. Kui väärtused on ühel real, korrutame need. Ja kui need asuvad erinevatel tasanditel, jagame ülemise alumisse.

Need seosed on näidatud alloleval joonisel 3 valemites 2 ja 3.

Selles vooluringis kasutatakse voolu mõõtmiseks ampermeetrit, mis on järjestikku ühendatud koormusega R ja pingeks on voltmeeter, mis on ühendatud paralleelselt takisti punktidega 1 ja 2. Võttes arvesse seadmete konstruktsiooniomadusi, oletame, et ampermeeter ei mõjuta vooluahela voolu ja voltmeeter ei mõjuta pinget.

Takistuse määramine Ohmi seaduse järgi

Seadmete näitude (U = 12 V, I = 2,5 A) abil saate valemi 1 abil määrata takistuse väärtuse R = 12 / 2,5 = 4,8 Ohm.

Praktikas sisaldub see põhimõte mõõteseadmete töös - oommeetrid, mis määravad erinevate elektriseadmete aktiivse takistuse.Kuna neid saab konfigureerida mõõtma erinevaid väärtusvahemikke, jagatakse need vastavalt mikrooomideks ja millioomideks, mis töötavad madala takistusega ning tera-, hügo- ja megaoomideks, mis mõõdavad väga suuri väärtusi.

Spetsiifiliste töötingimuste jaoks toodetakse neid:

• kaasaskantav;

• kilp;

• laborimudelid.

Oommeetri tööpõhimõte

Mõõtmiste tegemiseks kasutatakse tavaliselt magnetoelektriseadmeid, kuigi viimasel ajal on laialdaselt kasutusele võetud elektroonilisi (analoog- ja digitaalseid) seadmeid.

Magnetoelektrilise süsteemi oommeeter kasutab voolupiirajat R, mis laseb läbi ainult milliampreid ja tundlikku mõõtepead (milliampermeetrit). See reageerib väikeste voolude voolule läbi seadme püsimagneti N-S kahe elektromagnetvälja ja mähise 1 mähist läbiva voolu koos juhtiva vedruga 2 koosmõjul.

Magnetväljade jõudude vastasmõju tulemusena kaldub seadme nool teatud nurga alt kõrvale. Peas olev skaala on töö hõlbustamiseks kohe oomides gradueeritud. Sel juhul kasutatakse voolutakistuse väljendit vastavalt valemile 3.

Ohmmeter peab säilitama aku stabiilse toitepinge, et tagada täpsed mõõtmised. Sel eesmärgil rakendatakse kalibreerimist, kasutades täiendavat reguleerivat takistit R reg. Selle abiga piiratakse enne mõõtmise algust allikast ülepinge tarnimine ahelaga, seatakse rangelt stabiilne normaliseeritud väärtus.

Pinge määramine Ohmi seaduse järgi

Elektriahelatega töötamisel on aegu, kus on vaja määrata elemendi, näiteks takisti, pingelang, kuid selle takistus, mis on tavaliselt märgitud karbile, ja seda läbiv vool on teada. Selleks ei pea te voltmeetrit ühendama, vaid piisab valemi 2 kohaste arvutuste kasutamisest.

Meie puhul teeme joonise 3 jaoks arvutused: U = 2,5 4,8 = 12 V.

Voolu määramine Ohmi seaduse järgi

Seda juhtumit kirjeldab valem 3. Seda kasutatakse elektriahelate koormuste arvutamiseks, juhtmete, kaablite, kaitsmete või kaitselülitite ristlõigete valimiseks.

Meie näites näeb arvutus välja selline: I = 12 / 4,8 = 2,5 A.

Bypass operatsioon

Seda elektrotehnikas kasutatavat meetodit kasutatakse ahela teatud elementide töö keelamiseks ilma neid lahti võtmata. Selleks lühistage sisend- ja väljundklemmid (joonisel 1 ja 2) juhtmega mittevajaliku takisti külge - eemaldage need.

Selle tulemusena valib vooluahela vool läbi šundi väiksema takistusega tee ja tõuseb järsult ning šundielemendi pinge langeb nullini.

Lühis

See režiim on möödaviigu erijuhtum ja on tavaliselt näidatud ülaltoodud joonisel, kui lühis on paigaldatud allika väljundklemmidele. Kui see juhtub, tekivad väga ohtlikud suured voolud, mis võivad inimesi šokeerida ja põletada kaitsmata elektriseadmeid.

Kaitset kasutatakse elektrivõrgu juhuslike rikete vastu võitlemiseks. Need on seatud sellistele seadistustele, mis ei sega ahela tööd tavarežiimis.Nad katkestavad voolu ainult hädaolukorras.

Näiteks kui laps ühendab kogemata juhtme majapidamises pistikupessa, lülitab korteri sissepääsuplaadi korralikult konfigureeritud automaatne lüliti peaaegu kohe toite välja.

Kõik ülalkirjeldatud viitab Ohmi seadusele alalisvooluahela osa jaoks, mitte terviklikule vooluringile, kus võib olla palju rohkem protsesse. Peame ette kujutama, et see on vaid väike osa selle rakendusest elektrotehnikas.

Kuulsa teadlase Georg Simon Ohmi tuvastatud mustreid voolu, pinge ja takistuse vahel kirjeldatakse erinevates vahelduvvoolu keskkondades ja vooluahelates erineval viisil: ühefaasilistes ja kolmefaasilistes.

Siin on põhivalemid, mis väljendavad metalljuhtide elektriliste parameetrite suhet.

Keerulisemad valemid spetsiaalsete Ohmi seaduse arvutuste tegemiseks praktikas.

Nagu näete, on hiilgava teadlase Georg Simon Ohmi tehtud uuringud väga olulised ka meie elektrotehnika ja automaatika kiire arengu ajal.