Mengenai undang-undang Ohm dalam kenyataan popular

Voltan elektrik semasa dan voltan berbahaya tidak boleh didengar (kecuali untuk berteduh talian voltan tinggi dan pemasangan elektrik). Bahagian hidup di bawah voltan tidak berbeza dalam penampilan.

Tidak mustahil untuk mengenali mereka dengan bau dan oleh suhu tinggi dalam mod operasi normal, mereka tidak berbeza. Tetapi kami menghidupkan pembersih vakum di dalam saluran yang senyap dan tenang, klik suis - dan tenaga seolah-olah diambil dari mana-mana, dengan sendirinya, menjadi kenyataan dalam bentuk bunyi dan mampatan di dalam perkakas rumah.

Sekali lagi, jika kita memasang dua kuku ke soket outlet dan mengambilnya, maka secara literal dengan seluruh tubuh kita, kita akan merasakan realiti dan objektivitas kewujudan arus elektrik. Untuk melakukan ini, tentu saja, sangat tidak digalakkan.

Tetapi contoh-contoh dengan pembersih vakum dan paku jelas menunjukkan kepada kita bahawa kajian dan pemahaman undang-undang asas kejuruteraan elektrik menyumbang kepada keselamatan ketika mengendalikan elektrik rumah tangga, serta menghapuskan prasangka karut kepercayaan yang berkaitan dengan arus dan voltan elektrik.

Oleh itu, kita akan mempertimbangkan satu, undang-undang kejuruteraan elektrik yang paling berharga, yang berguna untuk diketahui. Dan cuba lakukannya dalam bentuk yang paling popular.

Penemuan Undang-undang Ohm

Pada tahun 1827, ahli fizik Jerman, Georg Simon Ohm merumuskan undang-undang yang menghubungkan magnitud arus elektrik, daya elektromotip bateri dan penentangan litar elektrik mudah yang terdiri daripada bateri dan tiang konduktor heterogen yang berkaitan secara siri. Di samping itu, beliau mendapati bahawa pelbagai bahan mempunyai rintangan yang berbeza terhadap arus elektrik.

Ohm secara eksperimen mendapati bahawa dalam litar bersiri yang terdiri daripada beberapa bahagian dengan konduktor rintangan yang berbeza, arus dalam semua bahagian adalah sama, hanya perbezaan potensi pada konduktor adalah berbeza, yang Ohm dipanggil "drop voltan".

Penemuan hukum Ohm adalah tahap yang sangat penting dalam kajian fenomena elektrik dan magnetik, yang amat penting. Undang-undang Ohm dan undang-undang Kirchhoff, yang kemudiannya ditemui, membolehkan pertama kali mengira litar elektrik dan membentuk asas kejuruteraan elektrik yang muncul.

Jenis Undang-undang Ohm

1. Bentuk perbezaan undang-undang Ohm

Undang-undang kejuruteraan elektrik yang paling penting tentu saja, Undang-undang Ohm. Malah orang yang tidak berkaitan dengan kejuruteraan elektrik tahu tentang kewujudannya. Tetapi sementara itu, soalan "Adakah anda tahu hukum Ohm?" di universiti teknikal adalah satu perangkap untuk anak-anak sekolah yang angkuh dan sombong. Pegawai, tentu saja, menjawab bahawa Ohm tahu undang-undang dengan sempurna, dan kemudian mereka berpaling kepadanya dengan permintaan untuk membawa undang-undang ini dalam bentuk pembezaan. Dan kemudian ternyata seorang pelajar sekolah atau seorang pelajar masih perlu belajar dan belajar.

Bagaimanapun, bentuk pembezaan undang-undang Ohm hampir tidak boleh digunakan. Ia mencerminkan hubungan antara ketumpatan semasa dan kekuatan medan:

j = G * E,

di mana G adalah kekonduksian litar; E ialah kekuatan semasa elektrik.

Semua ini adalah percubaan untuk menyatakan arus elektrik, dengan mengambil kira hanya sifat fizikal bahan konduktor, tanpa mengambil kira parameter geometrinya (panjang, diameter dan sebagainya). Bentuk kebezaan hukum Ohm adalah teori yang tulen, pengetahuannya dalam kehidupan seharian tidak semestinya tidak diperlukan.

2. Asal bentuk hukum Ohm untuk seksyen rantaian

Perkara lain ialah bentuk rakaman yang penting. Ia juga mempunyai beberapa jenis. Yang paling popular ialah Undang-undang Ohm untuk seksyen rantaian: I = U / R

Dengan kata lain, semasa dalam seksyen litar sentiasa lebih tinggi, semakin besar voltan yang digunakan pada bahagian ini dan semakin rendah rintangan bahagian ini.

Ini "jenis" undang-undang Ohm adalah satu kemestian untuk semua orang yang sekurang-kurangnya kadang-kadang terpaksa berurusan dengan elektrik. Nasib baik, ketagihan adalah agak mudah. Lagipun, voltan dalam rangkaian boleh dianggap tidak berubah.

Untuk cawangan, ia adalah 220 volt. Oleh itu, ternyata arus dalam litar hanya bergantung pada rintangan litar yang disambungkan ke salur keluar. Oleh itu moral mudah: rintangan ini mesti dipantau.

Litar pintas, yang mana semua pendengaran, berlaku tepat kerana rintangan rendah litar luaran. Katakan bahawa disebabkan oleh sambungan wayar yang tidak betul di kotak simpang, wayar fasa dan neutral disambungkan secara langsung kepada satu sama lain. Kemudian rintangan bahagian litar akan menurun dengan ketara kepada hampir sifar, dan arusnya juga akan meningkat dengan ketara kepada nilai yang sangat besar.

Jika pendawaiannya betul, ia akan berfungsi pemutus litar, dan jika tidak ada, atau ia rosak atau salah dipilih, maka dawai tidak akan menampung arus yang meningkat, ia akan menjadi panas, mencairkan dan, mungkin menyebabkan api.

Tetapi ia berlaku bahawa peranti yang dipasang dan telah dipakai selama lebih daripada satu jam sudah menjadi punca litar pintas. Kes yang biasa adalah peminat, lilitan motosikal yang mengalami terlalu panas disebabkan oleh kesesakan bilah.

Penebat lilitan motor tidak direka untuk pemanasan yang serius, dengan cepat menjadi tidak bernilai. Hasilnya, litar pintas antara giliran muncul, yang mengurangkan rintangan dan, mengikut undang-undang Ohm, juga membawa kepada peningkatan arus.

Peningkatan arus, seterusnya, menyebabkan penebatan lilitan menjadi tidak dapat digunakan sepenuhnya, dan bukannya bergantian, tetapi litar pintas yang benar-benar berlaku sepenuhnya. Semasa berjalan di samping lilitan, dengan segera dari fasa ke wayar neutral. Benar, semua perkara di atas boleh berlaku hanya dengan kipas yang sangat mudah dan murah, tidak dilengkapi dengan perlindungan terma.

Lembaran cheat Ohm untuk bahagian rantaian:

Undang-undang Ohm untuk AC

Perlu diingatkan bahawa rekod di atas undang-undang Ohm menggambarkan bahagian litar dengan voltan malar. Dalam rangkaian voltan berselang-seli, terdapat reaktansi tambahan, dan impedans mengambil akar kuadrat daripada jumlah kotak kuasa rintangan aktif dan reaktif.

Undang-undang Ohm untuk bahagian litar AC mengambil bentuk: I = U / Z,

di mana Z ialah impedans litar.

Tetapi reaktansi yang besar adalah ciri, pertama sekali, mesin elektrik yang kuat dan peralatan penukaran kuasa. Rintangan elektrik dalaman peralatan rumah tangga dan lekapan hampir sepenuhnya aktif. Oleh itu, dalam kehidupan seharian, untuk pengiraan, anda boleh menggunakan bentuk paling mudah dari hukum Ohm: I = U / R

3. Notasi penting untuk litar lengkap

Oleh kerana terdapat satu bentuk untuk merekodkan undang-undang untuk seksyen rantai, maka Undang-undang Ohm untuk rangkaian lengkap: I = E / (r + R).

Di sini r adalah rintangan dalaman sumber rangkaian EMF, dan R adalah rintangan keseluruhan litar itu sendiri.

Kita tidak perlu pergi jauh untuk model fizikal untuk menggambarkan subspesies ini hukum Ohm. sistem elektrik kenderaan, bateri di mana sumber EMF.

Ia tidak dapat diandaikan bahawa rintangan bateri adalah sifar mutlak, oleh itu, walaupun dengan litar pintas langsung antara terminalnya (kekurangan rintangan R), arus tidak akan bertambah ke tak terhingga, tetapi hanya dengan nilai yang tinggi.

Walau bagaimanapun, nilai tinggi ini, tentu saja, cukup untuk menyebabkan wayar meleleh dan kulit kereta menyala. Oleh itu, litar elektrik kereta melindungi terhadap litar pendek dengan fius.

Perlindungan sedemikian mungkin tidak mencukupi jika litar pintas berlaku pada kotak sekering berbanding dengan bateri, atau jika salah satu fius digantikan dengan sekeping dawai tembaga. Maka hanya ada satu keselamatan - diperlukan secepat mungkin untuk memecahkan litar sepenuhnya, membuang "jisim", iaitu terminal negatif.

4.Bentuk integral dari hukum Ohm untuk seksyen litar yang mengandungi sumber emf

Perlu dinyatakan bahawa terdapat satu lagi variasi hukum Ohm - untuk seksyen litar yang mengandungi sumber emf:

I = (U + E) / (r + R)

atau

I = (U-E) / (r + R)

Di sini U adalah perbezaan potensi pada permulaan dan di akhir bahagian rantaian yang dipertimbangkan. Tanda di hadapan magnitud EMF bergantung pada arahnya berbanding voltan.

Selalunya perlu menggunakan undang-undang Ohm untuk seksyen litar apabila menentukan parameter litar apabila bahagian litar tidak tersedia untuk kajian terperinci dan tidak menarik minat kami.

Katakan ia tersembunyi oleh bahagian-bahagian yang penting dalam kes itu. Dalam litar yang tinggal terdapat sumber EMF dan unsur-unsur dengan rintangan yang diketahui. Kemudian, dengan mengukur voltan pada input litar yang tidak diketahui, anda boleh mengira arus, dan kemudian rintangan elemen tidak diketahui.

Kesimpulan

Oleh itu, kita dapat melihat bahawa undang-undang "mudah" Ohm jauh dari semudah yang sepertinya seseorang. Mengetahui semua bentuk rekod integral dari undang-undang Ohm, seseorang boleh memahami dan mudah mengingat banyak keperluan untuk keselamatan elektrik, serta memperoleh keyakinan terhadap pengendalian elektrik.