Profesionální elektrikář, odborník na elektroniku, nemůže obejít zákon Ohma ve svých vlastních činnostech, řešit problémy spojené s nastavováním, seřizováním, opravami elektronických a elektrických obvodů.
Pochopení tohoto zákona je pro každého nezbytné. Protože každý v každodenním životě musí jednat s elektřinou.
I když průběh střední školy zajišťuje právo německého fyzika Ohma, není v praxi vždy studován. Proto v našem materiálu budeme uvažovat takové téma, které je relevantní pro život a budeme se zabývat možnostmi psaní vzorce.
Samostatná sekce a kompletní elektrický obvod
Pokud jde o elektrický obvod z hlediska použití Ohmova zákona na schéma, je třeba poznamenat dva možné možnosti výpočtu: pro jeden pozemek a pro celý okruh.
Výpočet části elektrického obvodu
Část elektrického obvodu zpravidla považuje část okruhu s výjimkou zdroje EMF za součást s přídavným vnitřním odporem.
Proto vzorec pro výpočet v tomto případě vypadá jednoduše:
I = U / R,
Kde, resp.
- I - síla proudu;
- U je použité napětí;
- R je odpor.
V návaznosti na formulaci Ohmova zákona pro část elektrického obvodu je zřejmá aktuální hodnota proudu, vyjádřená v přímém poměru k napětí a nepřímo úměrná hodnotě odporu.
Takzvaná grafická "sedmikráska", jejímž prostřednictvím je prezentována celá řada variant formulací založených na Ohmově zákoně. Pohodlný nástroj pro ukládání do kapes: sektor „P“ je vzorcem výkonu; Sektor „U“ - zátěžové vzorce; sektor „I“ - současné vzorce; Odvětvové vzorce „R“
Vzorec tedy jasně popisuje závislost toku proudu skrze samostatný úsek elektrického obvodu s ohledem na určité hodnoty napětí a odporu.
Použitelnost zákona je zřejmá, když je například vyžadován výpočet odporu pro realizaci elektrického obvodu. Stejný zákon se používá k určení síly proudu vedeného průřezem nebo požadovaného množství napětí aplikovaného na obvodovou část.
Tři základní variace znění Ohmova zákona, který musí mít každý profesionální elektrikář, elektrotechnik, elektrotechnik a každý, kdo je spojen s provozem elektrických obvodů. Zleva doprava: 1 - definice proudu; 2 - stanovení odporu; 3 - definice napětí, kde I - proud, U - napětí, R - odpor
Vezměme si jako experiment pevný odpor s nominální hodnotou 10 ohmů k zapnutí této elektronické komponenty v části elektrického obvodu s napětím 12 voltů.
Aby bylo možné vypočítat proud protékající odporovým prvkem, postačí použít již známý vzorec, který nahradí skutečné hodnoty: I = 12/10 .
Výsledkem je vypočtená hodnota 1, 2 A (ampér), proud protékající odporem. Při použití tradičního vzorce pro část elektrického obvodu se otevírají možnosti pro výpočet kteréhokoliv ze tří parametrů.
Tím je vždy možné zvolit požadované provozní napětí, požadovanou intenzitu proudu a optimální odporový prvek.
Použitím Ohmova zákona na část obvodu se předpokládá, že odporová hodnota zdroje energie je vyloučena z výpočtů. Tento výpočet faktoru se liší od výpočtu platného pro celý řetězec. V diagramu: A - vložení ampérmetru; V - zapněte voltmetr
Mimochodem, vodič sám působí jako odporový prvek na obvodu. Drát (hliník nebo měď) není ideální vodič a má určitý odpor.
V souladu s tím, opět s použitím Ohmova zákona, je přípustné přesně zvolit požadovaný průřez vodiče v závislosti na materiálu jádra.
Naše stránky mají podrobné pokyny pro výpočet průřezu kabelu pro výkon a proud.
Možnost výpočtu pro celý řetězec
Kompletní okruh je již spiknutí (parcely), stejně jako zdroj EMF. To znamená, že vnitřní odpor zdroje EMF je přidán k existující odporové složce obvodu.
Proto je logické provést některé změny výše uvedeného vzorce:
I = U / (R + r)
Hodnotu vnitřního odporu EMF v Ohmově zákoně pro úplný elektrický obvod lze samozřejmě považovat za zanedbatelnou, i když v mnoha ohledech tato hodnota odporu závisí na struktuře zdroje EMF.
Při výpočtu složitých elektronických obvodů, elektrických obvodů s více vodiči, je však důležitým faktorem přítomnost dodatečného odporu.
Pro výpočty v podmínkách plnohodnotného elektrického obvodu je vždy zohledněna odporová hodnota zdroje EMF. Tato hodnota se spočítá s odporovým odporem samotného elektrického obvodu. V diagramu: I - proudový tok; R - externí odporový prvek; r - odporový faktor EMF (zdroj energie)
Pro obvodový okruh i pro celý okruh je třeba vzít v úvahu přirozený moment - použití konstantního nebo proměnného proudu.
Pokud jsou výše uvedené body, charakteristika Ohmova zákona, uvažovány z hlediska použití stejnosměrného proudu, resp. Střídavého proudu, vše vypadá trochu jinak.
Posouzení účinku zákona na proměnnou
Pojem "odpor" k podmínkám průchodu střídavého proudu by měl být považován za pojem "impedance". To se týká kombinace aktivního odporového zatížení (Ra) a zatížení vytvořeného reaktivním odporem (Rr).
Tyto jevy jsou způsobeny parametry indukčních prvků a spínacími zákony aplikovanými na proměnnou hodnotu napětí - hodnotu sinusového proudu.
Takový je ekvivalentní obvod elektrického obvodu střídavého proudu pro výpočet s použitím formulací založených na principech Ohmova zákona: R je odporová složka; C - kapacitní složka; L - indukční složka; EMF je zdrojem energie; Proud I-proudu
Jinými slovy, dochází k efektu posunu (zpoždění) hodnot proudu z hodnot napětí, což je doprovázeno výskytem aktivních (odporových) a reaktivních (indukčních nebo kapacitních) výkonů.
Výpočet těchto jevů se provádí podle vzorce:
Z = U / I nebo Z = R + J * ( XL - XC)
kde: Z - impedance; R - aktivní zatížení; X L, X C - indukční a kapacitní zátěž; J je koeficient.
Postupné a paralelní zahrnutí prvků
Pro prvky elektrického obvodu (řetězový úsek) je charakteristickým bodem sériové nebo paralelní zapojení.
V souladu s tím je každý typ spojení doprovázen odlišnou povahou proudu a napájení. V tomto ohledu je Ohmův zákon aplikován i jinak, v závislosti na zahrnutí prvků.
Obvodové odporové prvky v sérii
Pro sériové připojení (okruh se dvěma komponentami) se používá toto znění:
- I = 1 = I2 ;
- U = U1 + U2 ;
- R = R1 + R2
Tato formulace jasně demonstruje, že bez ohledu na počet odporových komponent připojených k sérii, proud, který proudí v sekci obvodu, nemění hodnotu.
Spojení odporových prvků v sekci obvodu je vzájemně konzistentní. Pro tuto možnost, vlastní právo výpočtu. V diagramu: I, I1, I2 - tok proudu; Odporové prvky R1, R2; U, U1, U2 - použité napětí
Velikost napětí aplikovaného na účinné odporové složky obvodu je součtem a součtem hodnoty zdroje EMF.
Napětí na každé jednotlivé složce je: Ux = I * Rx .
Celkový odpor by měl být považován za součet hodnot všech odporových součástí obvodu.
Obvodové paralelně připojené odporové prvky
V případě paralelního propojení odporových komponent se následující znění považuje za spravedlivé s ohledem na zákon německého fyzika Ohm:
- I = I + 1 2 … ;
- U = U1 = U2 … ;
- 1 / R = 1 / R 1 + 1 / R 2 + …
Při použití paralelního a sériového připojení nevylučujte možnosti kreslení schémat "smíšeného" typu.
Spojení odporových prvků na řetězu paralelně. Pro tuto možnost použijte vlastní zákon o výpočtu. V diagramu: I, I1, I2 - tok proudu; Odporové prvky R1, R2; U - součtové napětí; A, B - vstupní / výstupní body
Pro tyto varianty se výpočet obvykle provádí počátečním výpočtem odporové hodnoty paralelního zapojení. Potom se k výsledku přidá hodnota odporu připojeného v sérii.
Integrální a diferenciální formy práva
Všechny výše uvedené body s výpočty jsou použitelné v podmínkách, kdy jsou jako součást elektrických obvodů používány vodiče takzvaně „homogenní“ struktury.
V praxi je často nutné zabývat se konstrukcí schémat, kde se struktura vodičů mění na různých místech. Používají se například dráty většího průřezu nebo naopak menší dráty vyrobené na základě různých materiálů.
Pro tyto rozdíly existuje variace tzv. "Ohmova diferenciálního integrálu". Pro nekonečně malý vodič se vypočítá úroveň proudové hustoty v závislosti na intenzitě a hodnotě specifické vodivosti.
Pod diferenciálním výpočtovým vzorcem je vzat: J = ό * E
Pro integrální výpočet, resp. Formulace: I * R = φ1 - φ2 +
Nicméně, tyto příklady jsou spíše blíže ke škole vyšší matematiky a nejsou ve skutečnosti používány ve skutečné praxi jednoduchého elektrikáře.
Závěry a užitečné video na toto téma
Podrobná analýza Ohmova zákona ve videu níže pomůže konečně konsolidovat znalosti v tomto směru.
Druh video lekce kvalitativně podporuje teoretické psaní:
Práce elektrikáře nebo činnost elektrotechnika je neodmyslitelně spojena s okamžiky, kdy člověk musí v praxi dodržovat zákon George Ohma. To je druh pravd, které by měl každý odborník znát.
Hromadné znalosti o této problematice se nevyžadují - stačí se naučit tři hlavní varianty formulace, které budou úspěšně uplatňovány v praxi.
Chcete přidat výše uvedený materiál s hodnotnými komentáři nebo vyjádřit svůj názor? Napište komentář do kolonky pod článkem. Máte-li jakékoli dotazy, neváhejte se zeptat na naše odborníky.