kategorier: Udvalgte artikler » Begynderelektrikere
Antal visninger: 48396
Kommentarer til artiklen: 4
Om Ohms lov i en populær erklæring
Elektrisk strøm og farlig spænding kan ikke høres (undtagen for brummende højspændingsledninger og elektriske installationer). Levende dele under spænding er ikke forskellige i udseende.
Det er umuligt at genkende dem både ved lugt og ved forhøjet temperatur i normale driftsformer, de er ikke forskellige. Men vi tænder støvsugeren i et stille og roligt stikkontakt, klikker på kontakten - og energien ser ud til at være taget ud af intetsteds, i sig selv, materialiseres i form af støj og komprimering inde i et husholdningsapparat.
Igen, hvis vi tilslutter to negle i stikkene på stikkontakten og tager med dem, vil vi bogstaveligt talt med hele kroppen kende virkeligheden og objektiviteten ved eksistensen af en elektrisk strøm. At gøre dette er naturligvis stærkt afskrækket.
Men eksemplerne med en støvsuger og søm viser tydeligt for os, at undersøgelsen og forståelsen af de grundlæggende love inden for elektroteknik bidrager til sikkerheden ved håndtering af husholdningselektricitet, samt at eliminere de overtroiske fordomme, der er forbundet med elektrisk strøm og spænding.
Så vi vil overveje en, den mest værdifulde lov inden for elektroteknik, som er nyttigt at vide. Og prøv at gøre det i den mest populære form som muligt.
Ohms lovopdagelse
I 1827 formulerede den tyske fysiker Georg Simon Ohm en lov, der forbinder størrelsen af den elektriske strøm, batteriets elektromotoriske kraft og modstanden fra et simpelt elektrisk kredsløb bestående af et batteri og polerne af heterogene ledere forbundet i serie. Derudover fandt han, at forskellige stoffer har forskellig modstand mod elektrisk strøm.
Ohm fandt eksperimentelt ud, at i et seriekredsløb bestående af flere sektioner med ledere med forskellig modstand, er strømmen i alle sektioner den samme, kun potentialeforskellen på lederne er forskellig, hvilket Ohm kaldte "spændingsfald".
Opdagelsen af Ohms lov var et meget vigtigt trin i studiet af elektriske og magnetiske fænomener, som var af stor praktisk betydning. Ohms lov og Kirchhoffs love opdaget senere for første gang gjorde det muligt at beregne elektriske kredsløb og dannede grundlaget for den nye elektroteknik.
Typer af Ohms love
1. Den differentielle form af Ohms lov
Den vigtigste lov om elektroteknik er naturligvis Ohms lov. Selv folk, der ikke er forbundet med elektroteknik, kender til dens eksistens. Men i mellemtiden er spørgsmålet "Kender du Ohms lov?" på tekniske universiteter er en fælde for formodende og arrogante skolebørn. Kameraten svarer selvfølgelig, at Ohm kender loven perfekt, og så henvender de sig til ham med en anmodning om at bringe denne lov i forskellig form. Og så viser det sig, at en skoledreng eller en nybegynder stadig skal studere og studere.
Imidlertid er Ohm-lovens forskelleform praktisk taget ikke anvendelig. Det afspejler forholdet mellem strømtæthed og feltstyrke:
j = G * E,
hvor G er ledningsevnen for kredsløbet; E er den elektriske strømstyrke.
Alle disse er forsøg på at udtrykke elektrisk strømunder kun hensyntagen til de fysiske egenskaber af lederens materiale uden at tage hensyn til dets geometriske parametre (længde, diameter og lignende). Den differentielle form for Ohms lov er en ren teori; dens viden i hverdagen er absolut ikke påkrævet.
2. Den integrerede form af Ohms lov for et kædeafsnit
En anden ting er den integrerede form for optagelse. Det har også flere sorter. Den mest populære af disse er Ohms lov for et afsnit i en kæde: I = U / R
Med andre ord er strømmen i et kredsløbsafsnit altid højere, jo større er den spænding, der påføres dette afsnit, og jo lavere er modstanden for dette afsnit.
Denne "slags" Ohms lov er simpelthen et must for alle, der i det mindste undertiden skal beskæftige sig med elektricitet. Heldigvis er afhængigheden ganske enkel. Når alt kommer til alt, kan spændingen i netværket betragtes som uændret.
For en stikkontakt er det 220 volt. Derfor viser det sig, at strømmen i kredsløbet kun afhænger af modstanden på det kredsløb, der er tilsluttet stikkontakten. Derfor den enkle moral: denne modstand skal overvåges.
Kortslutninger, som alle hører, sker netop på grund af den ydre kredsløbs lave modstand. Antag, at fase og neutrale ledninger var direkte forbundet med hinanden på grund af forkert forbindelse af ledninger i koblingsboksen. Derefter vil modstanden i kredsløbsafsnittet falde kraftigt til næsten nul, og strømmen øges også kraftigt til en meget stor værdi.
Hvis kablingen er korrekt, fungerer den afbryder, og hvis den ikke er der, eller den er defekt eller forkert valgt, vil ledningen ikke klare den øgede strøm, den vil varme op, smelte og muligvis forårsage brand.
Men det sker, at enheder, der er tilsluttet og er blevet brugt i mere end en time, allerede bliver årsagen kortslutning. Et typisk tilfælde er en ventilator, hvis motorvindinger gennemgik overophedning på grund af fastklemning af knivene.
Isoleringen af motorviklingerne er ikke beregnet til alvorlig opvarmning, den bliver hurtigt værdiløs. Som et resultat vises kortslutninger mellem sving, der reducerer modstanden og i overensstemmelse med Ohms lovgivning også fører til en stigning i strømmen.
Den øgede strøm gør på sin side isoleringen af viklingerne fuldstændig ubrugelig og ikke inter-sving, men den ægte fulde kortslutning opstår. Strømmen går ud over viklingerne straks fra fasen til den neutrale ledning. Det er sandt, at alt det ovenstående kun kan ske med en meget enkel og billig ventilator, ikke udstyret med termisk beskyttelse.
Ohms snyderi til kædeafsnittet:
Ohms lov for AC
Det skal bemærkes, at ovenstående registrering af Ohms lov beskriver et afsnit i et kredsløb med en konstant spænding. I vekslende spændingsnetværk er der en ekstra reaktans, og impedansen påtager sig kvadratroden af summen af kvadraterne af den aktive og reaktive modstand.
Ohms lov for et AC-kredsløbsafsnit har formen: I = U / Z,
hvor Z er kredsløbets impedans.
Men en stor reaktans er først og fremmest karakteristisk for kraftfulde elektriske maskiner og udstyr til kraftkonvertering. Husholdningsapparater og inventarers interne elektriske modstand er næsten fuldstændig aktiv. Derfor kan du i beregningen bruge hverdagen til den enkleste form af Ohms lov: I = U / R.
3. Integreret notation for hele kredsløbet
Da der er en form for registrering af loven for et afsnit i en kæde, så Ohms lov for den komplette kæde: I = E / (r + R).
Her er r den interne modstand for kilden til EMF-netværket, og R er den totale modstand for selve kredsløbet.
Vi behøver ikke at gå langt for en fysisk model for at illustrere denne underart af Ohms lov. køretøjets elektriske system, det batteri, der er kilden til EMF.
Det kan ikke antages, at batterimodstanden er absolut nul, selv med en direkte kortslutning mellem dens klemmer (mangel på modstand R) vil strømmen ikke vokse til uendelig, men blot til en høj værdi.
Imidlertid er denne høje værdi naturligvis nok til at få ledningerne til at smelte og bilens hud antændes. Derfor beskytter de elektriske kredsløb i biler mod kortslutninger med sikringer.
En sådan beskyttelse er muligvis ikke nok, hvis der opstår en kortslutning til sikringsboksen i forhold til batteriet, eller hvis en af sikringerne udskiftes med et stykke kobbertråd. Så er der kun en frelse - det er nødvendigt så hurtigt som muligt at bryde kredsløbet fuldstændigt og smide "massen", det vil sige den negative terminal.
4.Den integrerede form af Ohms lov for et afsnit i et kredsløb, der indeholder en emk-kilde
Det skal nævnes, at der er en anden variation af Ohms lov - for et afsnit i et kredsløb, der indeholder en emk-kilde:
I = (U + E) / (r + R)
eller
I = (U-E) / (r + R)
Her er U den potentielle forskel i begyndelsen og slutningen af det betragtede kædeafsnit. Skiltet foran EMF's størrelse afhænger af dens retning i forhold til spændingen.
Det er ofte nødvendigt at bruge Ohms lov til et afsnit i et kredsløb, når parametre for et kredsløb bestemmes, når en del af kredsløbet ikke er tilgængeligt til detaljeret undersøgelse og ikke er af interesse for os.
Antag, at det er skjult af integrerede dele af sagen. I det resterende kredsløb er der en kilde til EMF og elementer med en kendt modstand. Ved at måle spændingen ved indgangen til en ukendt del af kredsløbet kan du derefter beregne strømmen og derefter modstanden for det ukendte element.
fund
Således kan vi se, at Ohms “enkle” lov langt fra er så enkel, som den syntes for nogen. Når man kender alle former for den integrerede fortegnelse over Ohms love, kan man forstå og let huske mange af kravene til elektrisk sikkerhed samt få tillid til håndteringen af elektricitet.
Se også på elektrohomepro.com
: