Profesionalni električar, specijalni inženjer elektronike ne može zaobići Ohmov zakon u svojim vlastitim aktivnostima, rješavajući sve probleme povezane s postavljanjem, podešavanjem, popravkom elektroničkih i električnih krugova.
U stvari, svi trebaju razumijevanje ovog zakona. Jer svi se u svakodnevnom životu moraju baviti strujom.
I iako je zakon njemačkog fizičara Ohma predviđen srednjoškolskim tečajem, u praksi se to ne proučava uvijek na vrijeme. Stoga ćemo u našem materijalu razmotriti takvu temu koja je važna za život i bavit ćemo se mogućnostima pisanja formule.
Odvojeni odjeljak i kompletan električni krug
Uzimajući u obzir električni krug u smislu primjene Ohmovog zakona na krug, potrebno je napomenuti dvije moguće mogućnosti izračuna: za jedan presjek i za punopravni krug.
Izračun trenutnog presjeka električnog kruga
Dio strujnog kruga u pravilu se smatra dijelom kruga, isključujući izvor EMF-a, kao dodatni unutarnji otpor.
Stoga formula za proračun u ovom slučaju izgleda jednostavno:
I = U / R,
Gdje, respektivno:
- ja - jačina struje;
- U - primijenjeni napon;
- R - otpor.
Tumačenje formule je jednostavno - struja koja teče duž određenog dijela kruga proporcionalna je naponu na koji je primijenjen, a otpor je obrnuto proporcionalan.
Takozvana grafička „tratinčica“, kroz koju je predstavljen čitav niz varijacija formulacija temeljenih na Ohmovom zakonu. Prikladan alat za pohranu u džepu: sektor „P“ - formule snage; sektor “U” - naponske formule; sektor “I” - trenutne formule; sektor „R“ - formule otpora
Dakle, formula jasno opisuje ovisnost struje koja teče kroz zasebni odjeljak električnog kruga u odnosu na određene vrijednosti napona i otpora.
Prikladno je koristiti formulu, na primjer, za izračunavanje parametara otpora koji želite lemiti u krug ako je naveden napon sa strujom.
Ohmov zakon i dvije posljedice koje moraju imati profesionalni električar, inženjer elektrotehnike, elektroničar i svatko tko je povezan s radom električnih krugova. S lijeva na desno: 1 - trenutna detekcija; 2 - određivanje otpora; 3 - određivanje napona, gdje I - jačina struje, U - napon, R - otpor
Gornja slika pomoći će odrediti, na primjer, struju koja teče kroz otpor od 10 oma, na koji se primjenjuje napon od 12 volti. Zamjenjujući vrijednosti, nalazimo - I = 12/10 = 1,2 ampera.
Slično tome, rješavaju se problemi pronalaženja otpora (kada su poznate struje s naponom) ili napona (kada je napon sa strujom poznat).
Dakle, uvijek možete odabrati potrebni radni napon, potrebnu jačinu struje i optimalni otpornički element.
Formula koja se predlaže da se koristi ne zahtijeva uzimanje u obzir parametara izvora napona. Međutim, krug koji sadrži, na primjer, bateriju, izračunat će se pomoću druge formule. U dijagramu: A - uključivanje ampermetra; V - uključivanje voltmetra.
Usput, spojne žice bilo kojeg kruga su otpor. Veličina opterećenja koje moraju podnijeti određena je naponom.
Prema tome, opet pomoću Ohmovog zakona, moguće je točno odabrati potreban presjek vodiča, ovisno o materijalu jezgre.
Na našoj web stranici imamo detaljne upute o izračunavanju presjeka kabela za snagu i struju.
Opcija izračuna za cijeli lanac
Kompletni lanac su već nalazišta, kao i izvor EMF-a. To je, u stvari, unutarnji otpor izvora EMF-a dodan postojećoj otporničkoj komponenti odsjeka kruga.
Stoga je logična neka promjena gornje formule:
I = U / (R + r)
Naravno, vrijednost unutarnjeg otpora EMF-a u Ohmovom zakonu za kompletan električni krug može se smatrati zanemarivom, premda u mnogim aspektima ta vrijednost otpora ovisi o strukturi izvora EMF-a.
Međutim, prilikom izračuna složenih elektroničkih krugova, električnih krugova s mnogim vodičima, prisutnost dodatnog otpora važan je čimbenik.
Za proračun u punopravnom električnom krugu uvijek se uzima u obzir otporna vrijednost izvora emf. Ovoj vrijednosti dodaje se otpor samog električnog kruga. U dijagramu: I - struja struje; R je vanjski otpornički element; r je otpornički faktor EMF (izvor energije)
I za dio kruga i za cijeli krug treba uzeti u obzir prirodni trenutak - uporabu stalne ili promjenljive struje.
Ako su točke gore spomenute, karakteristične za Ohmov zakon, razmatrane s gledišta upotrebe istosmjerne struje, u skladu s izmjeničnom strujom sve izgleda malo drugačije.
Razmatranje zakona na varijablu
Pojam „otpornosti“ na uvjete prolaska izmjenične struje treba više smatrati konceptom „impedancije“. Ovo je kombinacija aktivnog otporničkog opterećenja (Ra) i opterećenja koje stvara reaktivni otpornik (Rr).
Takvi su fenomeni uzrokovani parametrima induktivnih elemenata i zakonima prebacivanja koji se primjenjuju na promjenjivu vrijednost napona - vrijednost sinusne struje.
Čini se da je to ekvivalentni krug električnog kruga s izmjeničnom strujom za proračun koristeći formulacije temeljene na načelima Ohmovog zakona: R - otpornička komponenta; C je kapacitivna komponenta; L je induktivna komponenta; EMF je izvor energije; Protok I struje
Drugim riječima, dolazi do efekta napredovanja (zaostalih) vrijednosti struje od vrijednosti napona, što je praćeno pojavom aktivnih (otpornih) i reaktivnih (induktivnih ili kapacitivnih) kapaciteta.
Izračun takvih pojava provodi se pomoću formule:
Z = U / I ili Z = R + J * (X)L - XC)
Gdje: Z - impedancija; R - aktivno opterećenje; xL , xC - induktivno i kapacitivno opterećenje; J - koeficijent.
Serija i paralelno spajanje elemenata
Za elemente električnog kruga (odjeljak kruga) karakterističan je trenutak serijski ili paralelni spoj.
Sukladno tome, svaku vrstu veze prati različita priroda struje i napona. U vezi s tim, Ohmov se zakon također primjenjuje na različite načine, ovisno o mogućnosti uključivanja elemenata.
Otporni krug
U odnosu na serijsku vezu (odjeljak kruga s dvije komponente) koristi se sljedeća formula:
- I = i1 = Ja2 ;
- U = U1 + U2 ;
- R = R1 + R2
Ova formulacija jasno pokazuje da se, bez obzira na broj otporničkih komponenti koje se međusobno spoje, struja koja struja u krugu ne mijenja.
Spajanje otporničkih elemenata u odjeljku kruga u nizu jedan s drugim. Za ovu opciju vrijedi vlastiti zakon o proračunu. U dijagramu: I, I1, I2 - strujni tok; R1, R2 - otporni elementi; U, U1, U2 - primijenjeni napon
Veličina napona koji se primjenjuje na aktivne otporničke komponente u krugu je zbroj ukupne vrijednosti izvora emf.
U ovom slučaju, napon na svakoj pojedinačnoj komponenti jednak je: Ux = I * Rx.
Ukupni otpor treba smatrati zbrojem vrijednosti svih otporničkih komponenti kruga.
Krug paralelno spojenih otporničkih elemenata
U slučaju kada postoji paralelno spajanje otporničkih komponenti, sljedeća se formula smatra pravednom u odnosu na zakon njemačkog fizičara Ohma:
- I = i1 + Ja2 … ;
- U = U1 = U2 … ;
- 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + …
Nisu isključene mogućnosti sastavljanja presjeka krugova "miješanog" tipa kada se koriste paralelni i serijski priključci.
Spajanje otporničkih elemenata u krugu paralelno jedan s drugim. Za ovu opciju vrijedi vlastiti zakon izračuna. U dijagramu: I, I1, I2 - struja struje; R1, R2 - otporni elementi; U je zbrojeni napon; A, B - ulazne / izlazne točke
Za takve se opcije izračun obično izvodi početnim proračunom otporničkog napona paralelnog spoja. Potom se rezultatu dodaje vrijednost otpornika koji je serijski spojen.
Integralni i diferencijalni oblici prava
Sve gore navedene točke s izračunima primjenjuju se na uvjete kada se u električnim krugovima koriste provodnici "homogene" strukture.
U međuvremenu, u praksi se često mora baviti izgradnjom kruga u kojem se struktura vodiča mijenja na različitim područjima. Primjerice, koriste se žice većeg presjeka ili, naprotiv, manje izrađene na osnovi različitih materijala.
Kako bi se uzele u obzir takve razlike, postoji varijacija takozvanog "Ohmovog diferencijalno-integralnog zakona". Za beskonačno mali vodič, razina gustoće struje izračunava se ovisno o snazi i vodljivosti.
Pod diferencijalnim proračunom uzima se formula: J = ό * E
Za integralni izračun, izraz: I * R = φ1 - φ2 + έ
Međutim, ovi su primjeri prilično bliži školi više matematike, a u stvarnoj praksi se jednostavni električar zapravo ne koristi.
Detaljna analiza Ohmovog zakona u videu ispod pomoći će da se konačno učvrsti znanje u tom smjeru.
Obična video lekcija kvalitativno pojačava teorijsku pisanu prezentaciju:
Posao električara ili aktivnosti inženjera elektronike neraskidivo su povezane s trenucima kada zaista morate promatrati zakon Georgea Ohma na djelu. Ovo su neke zajedničke istine koje bi trebao znati svaki profesionalac.
Nije potrebno široko znanje o ovom pitanju - dovoljno je naučiti tri glavne varijacije izraza za uspješno primjenjivanje u praksi.
Želite li gornji materijal nadopuniti vrijednim komentarima ili izraziti svoje mišljenje? Napišite komentare u blok ispod članka. Ako imate bilo kakvih pitanja, slobodno pitajte naše stručnjake.