Profesionāls elektriķis, specializēts elektronikas inženieris nevar savās darbībās apiet Ohmas likumu, risinot visas problēmas, kas saistītas ar elektronisko un elektrisko shēmu iestatīšanu, iestatīšanu, labošanu.
Faktiski visiem ir vajadzīga izpratne par šo likumu. Jo ikvienam ikdienas dzīvē ir jātiek galā ar elektrību.
Un, lai arī vācu fiziķa Ohma likumus paredz vidusskolas kurss, praksē tas ne vienmēr tiek mācīts savlaicīgi. Tāpēc mēs savā materiālā apsvērsim tik būtisku dzīves tēmu un izskatīsim formulas uzrakstīšanas iespējas.
Atsevišķa sadaļa un pilnīga elektriskā ķēde
Ņemot vērā elektrisko ķēdi no Ohma likuma piemērošanas shēmai, jāatzīmē divas iespējamās aprēķina iespējas: vienai sekcijai un pilnvērtīgai shēmai.
Elektriskās ķēdes strāvas sekcijas aprēķins
Ķēdes daļai, kā likums, tiek uzskatīta par ķēdes daļu, izslēdzot EML avotu, kā papildu iekšējo pretestību.
Tāpēc šajā gadījumā aprēķina formula izskatās vienkārša:
I = U / R,
Kur attiecīgi:
- Es - strāvas stiprums;
- U - pielietotais spriegums;
- R - pretestība.
Formulas interpretācija ir vienkārša - strāva, kas plūst gar noteiktu ķēdes daļu, ir proporcionāla tai pielietotajam spriegumam, un pretestība ir apgriezti proporcionāla.
Tā sauktais grafiskais “margrietiņa”, caur kuru tiek parādīts viss formulējumu variantu kopums, kas balstās uz Ohmas likumu. Ērts rīks kabatas glabāšanai: sektors “P” - enerģijas formulas; sektors “U” - sprieguma formulas; sektors “I” - pašreizējās formulas; sektors “R” - pretestības formulas
Tādējādi formula skaidri apraksta strāvas, kas plūst caur atsevišķu elektriskās ķēdes sadaļu, atkarību no noteiktām sprieguma un pretestības vērtībām.
Ērti ir izmantot formulu, piemēram, aprēķinot pretestības parametrus, kuri jāpielodē ķēdē, ja ir norādīts spriegums ar strāvu.
Ohmas likums un divas sekas, kas jābūt katram profesionālam elektriķim, elektrotehniķim, elektronikas inženierim un visiem, kas iesaistīti elektrisko ķēžu darbībā. No kreisās uz labo: 1 - strāvas noteikšana; 2 - pretestības noteikšana; 3 - sprieguma noteikšana, kur I - strāvas stiprums, U - spriegums, R - pretestība
Iepriekš minētais skaitlis palīdzēs noteikt, piemēram, strāvu, kas plūst caur 10 omi pretestību, kurai tiek piemērots 12 voltu spriegums. Aizstājot vērtības, mēs atrodam - I = 12/10 = 1,2 ampēri.
Līdzīgi tiek risinātas pretestības (kad ir zināma strāva ar spriegumu) vai sprieguma (kad ir zināms spriegums ar strāvu) problēmas.
Tādējādi jūs vienmēr varat izvēlēties nepieciešamo darba spriegumu, nepieciešamo strāvas stiprumu un optimālo pretestības elementu.
Piedāvātajai formulai nav nepieciešams ņemt vērā sprieguma avota parametrus. Tomēr ķēde, kas satur, piemēram, akumulatoru, tiks aprēķināta, izmantojot citu formulu. Diagrammā: A - ampērmetra iekļaušana; V - voltmetra iekļaušana.
Starp citu, jebkuras ķēdes savienojošie vadi ir pretestība. Slodzes lielumu, kas viņiem jāuzņem, nosaka spriegums.
Attiecīgi, atkal izmantojot Ohma likumu, kļūst iespējams precīzi izvēlēties vajadzīgo vadītāja šķērsgriezumu atkarībā no serdes materiāla.
Mūsu vietnē ir detalizēti norādījumi par kabeļa šķērsgriezuma aprēķināšanu attiecībā uz jaudu un strāvu.
Aprēķina iespēja pilnai ķēdei
Pilnīga ķēde jau ir vietne (-es), kā arī EML avots. Tas ir, faktiski EML avota iekšējā pretestība tiek pievienota esošajai ķēdes sekcijas pretestībai.
Tāpēc loģiski ir dažas izmaiņas iepriekšminētajā formulā:
I = U / (R + r)
Protams, EML iekšējās pretestības vērtību Ohmas likumā par pilnīgu elektrisko ķēdi var uzskatīt par nenozīmīgu, lai gan daudzos aspektos šī pretestības vērtība ir atkarīga no EML avota struktūras.
Tomēr, aprēķinot sarežģītas elektroniskās shēmas, elektriskās shēmas ar daudziem vadītājiem, svarīgs faktors ir papildu pretestības klātbūtne.
Veicot aprēķinus pilnvērtīgā elektriskajā ķēdē, emf avota pretestības vērtību vienmēr ņem vērā. Šī vērtība tiek pievienota pašas elektriskās ķēdes pretestībai. Diagrammā: I - strāvas plūsma; R ir ārējais pretestības elements; r ir EML (enerģijas avota) pretestības koeficients
Gan ķēdes sadaļai, gan pilnīgai ķēdei jāņem vērā dabiskais moments - pastāvīgas vai mainīgas strāvas izmantošana.
Ja iepriekš minētie punkti, kas raksturīgi Ohmas likumiem, tika ņemti vērā no līdzstrāvas izmantošanas viedokļa attiecīgi ar maiņstrāvu, viss izskatās nedaudz savādāk.
Likuma izskatīšana mainīgam
Jēdziens "pretestība" maiņstrāvas caurlaidības apstākļiem būtu vairāk jāuzskata par "pretestības" jēdzienu. Šī ir aktīvās pretestības slodzes (Ra) un slodzes, ko veido reaktīvā pretestība (Rr), kombinācija.
Šādas parādības izraisa induktīvo elementu parametri un komutācijas likumi, ko piemēro mainīgai sprieguma vērtībai - sinusoidālai strāvas vērtībai.
Šķiet, ka tā ir līdzvērtīga maiņstrāvas elektriskās ķēdes ķēde aprēķiniem, izmantojot formulējumus, kuru pamatā ir Ohma likuma principi: R - pretestības komponents; C ir kapacitīvā sastāvdaļa; L ir induktīvā sastāvdaļa; EML ir enerģijas avots; I-strāvas plūsma
Citiem vārdiem sakot, pastāv strāvas vērtību paaugstināšanās (atpalikšana) no sprieguma vērtībām, ko papildina aktīvās (pretestības) un reaktīvās (induktīvās vai kapacitīvās) spējas.
Šādu parādību aprēķināšanu veic, izmantojot formulu:
Z = U / I vai Z = R + J * (XL - XC)
Kur: Z - pretestība; R - aktīvā slodze; XL , XC - induktīvā un kapacitīvā slodze; Dž - koeficients.
Elementu virkne un paralēlais savienojums
Elektriskās ķēdes (ķēdes sekcijas) elementiem raksturīgais moments ir virkne vai paralēls savienojums.
Attiecīgi katram savienojuma veidam tiek pievienots atšķirīgs strāvas plūsmas un sprieguma pievads. Šajā sakarā Ohmas likumu piemēro arī dažādos veidos, atkarībā no izvēles iekļaut elementus.
Rezistora ķēde
Saistībā ar seriālo savienojumu (ķēdes posmu ar diviem komponentiem) izmanto šādu formulu:
- I = i1 = Es2 ;
- U = U1 + U2 ;
- R = R1 + R2
Šis formulējums skaidri parāda, ka neatkarīgi no virknē savienoto pretestīgo komponentu skaita shēmā plūstošā strāva nemainās.
Rezistīvo elementu savienojums ķēdes sekcijā virknē viens ar otru. Šai iespējai piemēro tās aprēķinu likumu. Diagrammā: I, I1, I2 - strāvas plūsma; R1, R2 - pretestības elementi; U, U1, U2 - pielietotais spriegums
Ķēdes aktīvajām pretestīgajām sastāvdaļām piemērotā sprieguma lielums ir EMF avota kopējās vērtības summa.
Šajā gadījumā katras atsevišķās sastāvdaļas spriegums ir vienāds ar: Ux = I * Rx.
Kopējā pretestība jāuzskata par visu ķēdes pretestīgo komponentu nominālu summu.
Paralēli savienotu pretestības elementu ķēde
Gadījumā, ja pastāv pretestīgo komponentu savienojums, sekojoša formula tiek uzskatīta par taisnīgu attiecībā uz vācu fiziķa Ohma likumiem:
- I = i1 + Es2 … ;
- U = U1 = U2 … ;
- 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + …
Neizslēdziet iespēju sastādīt "jaukta" tipa shēmas sadaļas, ja tiek izmantots paralēlais un seriālais savienojums.
Resistīvo elementu savienojums ķēdē paralēli viens otram. Šai iespējai piemēro tās aprēķinu likumu. Diagrammā: I, I1, I2 - strāvas plūsma; R1, R2 - pretestības elementi; U ir summētais spriegums; A, B - iebraukšanas / izbraukšanas punkti
Šādām iespējām aprēķinu parasti veic, sākotnēji aprēķinot paralēlā savienojuma pretestības pakāpi. Tad rezultātam tiek pievienota virknē savienotā rezistora vērtība.
Integrālās un diferencētās tiesību formas
Visi iepriekš minētie aprēķinu punkti ir piemērojami apstākļiem, kad elektriskās ķēdēs tiek izmantoti tā saucamās “viendabīgās” struktūras vadītāji.
Tikmēr praksē bieži nākas saskarties ar ķēdes uzbūvi, kur vadītāju struktūra mainās dažādās jomās. Piemēram, tiek izmantoti lielāka šķērsgriezuma vadi vai, gluži pretēji, mazāki, kas izgatavoti, pamatojoties uz dažādiem materiāliem.
Lai ņemtu vērā šādas atšķirības, pastāv tā dēvētā "Ohma diferenciālā-integrālā likuma" variācija. Bezgalīgi mazam vadītājam strāvas blīvuma līmeni aprēķina atkarībā no stiprības un vadītspējas.
Saskaņā ar diferenciālo aprēķinu izmanto formulu: J = ό * E
Integrālajam aprēķinam attiecīgi: I * R = φ1 - φ2 + έ
Tomēr šie piemēri ir diezgan tuvāk augstākās matemātikas skolai, un praksē vienkāršs elektriķis faktiski netiek izmantots.
Detalizēta Ohmas likuma analīze zemāk esošajā video palīdzēs beidzot nostiprināt zināšanas šajā virzienā.
Savdabīga video nodarbība kvalitatīvi pastiprina teorētisko rakstisko prezentāciju:
Elektriķa darbs vai elektronikas inženiera darbība ir nesaraujami saistīta ar brīžiem, kad jums tiešām darbībā ir jāievēro Georga Ohma likumi. Šīs ir dažas izplatītas patiesības, kuras jāzina katram profesionālam.
Plašas zināšanas par šo jautājumu nav vajadzīgas - pietiek ar to, lai uzzinātu trīs galvenos formulējuma variantus, lai tos veiksmīgi piemērotu praksē.
Vai vēlaties papildināt iepriekš minēto materiālu ar vērtīgiem komentāriem vai izteikt savu viedokli? Lūdzu, rakstiet komentārus blokā zem raksta. Ja jums ir kādi jautājumi, droši jautājiet mūsu ekspertiem.