Om Ohms lag i ett populärt uttalande

Elektrisk ström och farlig spänning kan inte höras (utom för brummande högspänningsledningar och elektriska installationer). Levande delar under spänning skiljer sig inte ut.

Det är omöjligt att känna igen dem både genom lukt och förhöjd temperatur i normala driftsätt, de skiljer sig inte. Men vi slår på dammsugaren i ett tyst och tyst uttag, klickar på omkopplaren - och energin verkar tas bort från ingenstans, av sig själv, materialiseras i form av brus och komprimering i en hushållsapparat.

Återigen, om vi sätter ihop två spikar i uttaget och tar upp dem, kommer vi bokstavligen att känna verkligheten och objektiviteten i att det finns en elektrisk ström, bokstavligen med hela kroppen. Att göra detta är naturligtvis starkt avskräckt.

Men exemplen med en dammsugare och spikar visar tydligt för oss att studien och förståelsen av de grundläggande lagarna i elektroteknik bidrar till säkerheten vid hantering av hushållens elektricitet, liksom att eliminera de vidskepliga fördomar som är förknippade med elektrisk ström och spänning.

Så vi kommer att överväga en, den mest värdefulla lagen inom elektroteknik, som är användbar att veta. Och försök att göra det i den mest populära formen som möjligt.

Ohms lagupptäckt

År 1827 formulerade den tyska fysikern Georg Simon Ohm en lag som länkar storleken på den elektriska strömmen, batteriets elektromotoriska kraft och motståndet från en enkel elektrisk krets som består av ett batteri och polerna av heterogena ledare anslutna i serie. Dessutom fann han att olika ämnen har olika motstånd mot elektrisk ström.

Ohm fann experimentellt att i en seriekrets som består av flera sektioner med ledare med olika motstånd, är strömmen i alla sektioner densamma, bara potentialskillnaden på ledarna är annorlunda, vilket Ohm kallade "spänningsfall".

Upptäckten av Ohms lag var ett mycket viktigt steg i studiet av elektriska och magnetiska fenomen, som var av stor praktisk betydelse. Ohms lag och lagarna i Kirchhoff upptäckte senare för första gången gjorde det möjligt att beräkna elektriska kretsar och bildade grunden för den framväxande elektrotekniken.

Typer av Ohms lagar

1. Ohms lagens differentiella form

Den viktigaste lagen inom elektroteknik är naturligtvis Ohms lag. Även personer som inte är relaterade till elektroteknik vet om dess existens. Men under tiden är frågan "Känner du Ohms lag?" vid tekniska universitet är en fälla för presumtiva och arroganta skolbarn. Kameraten svarar naturligtvis att Ohm känner lagen perfekt, och sedan vänder de sig till honom med en begäran om att få denna lag i differentiell form. Och sedan visar det sig att en skolpojke eller en nybörjare fortfarande måste studera och studera.

Men den differentiella formen av Ohm-lagen är praktiskt taget inte tillämplig. Det återspeglar förhållandet mellan strömtäthet och fältstyrka:

j = G * E,

där G är ledningsförmågan hos kretsen; E är den elektriska strömstyrkan.

Allt detta är försök att uttrycka elektrisk strömmed hänsyn till endast de fysiska egenskaperna hos materialet i ledaren utan att ta hänsyn till dess geometriska parametrar (längd, diameter och liknande). Den differentiella formen av Ohms lag är en ren teori, dess kunskap i vardagen är absolut inte nödvändig.

2. Den integrerade formen av Ohms lag för en kedjesektion

En annan sak är den integrerade inspelningsformen. Den har också flera sorter. Det mest populära av dessa är Ohms lag för en del av en kedja: I = U / R

Med andra ord är strömmen i en kretsdel alltid högre, desto större är den spänning som appliceras på detta avsnitt och desto lägre är motståndet för detta avsnitt.

Den här typen av Ohms lag är helt enkelt ett måste för alla som åtminstone ibland måste ta itu med el. Lyckligtvis är beroendet ganska enkelt. När allt kommer omkring kan spänningen i nätverket betraktas som oförändrad.

För ett uttag är det 220 volt. Därför visar det sig att strömmen i kretsen endast beror på motståndet hos den krets som är ansluten till utloppet. Därför den enkla moralen: detta motstånd måste övervakas.

Kortslutningar, som alla hör, sker just på grund av den låga motståndskraften hos den externa kretsen. Anta att på grund av felaktig anslutning av ledningar i kopplingsboxen var fas- och neutralledningarna direkt anslutna till varandra. Då minskar motståndet i kretsavsnittet kraftigt till nästan noll, och strömmen ökar också kraftigt till ett mycket stort värde.

Om kablingen är korrekt fungerar det brytare, och om den inte är där, eller den är felaktig eller felaktigt vald, kommer tråden inte att klara den ökade strömmen, den kommer att värmas upp, smälta och eventuellt orsaka brand.

Men det händer att enheter som är anslutna och har slitits i mer än en timme redan blir orsaken kortslutning. Ett typiskt fall är en fläkt, vars motorlindningar genomgick överhettning på grund av fastklämning av bladen.

Motorns lindningar är inte konstruerade för allvarlig uppvärmning, utan blir snabbt värdelösa. Som ett resultat uppträder kortslutningar mellan varv som minskar motståndet och i enlighet med Ohms lag leder också till en ökning av strömmen.

Den ökade strömmen gör i sin tur isoleringen av lindningarna fullständigt obrukbar och inte mellanvridningen, men den verkliga fullfjädrade kortslutningen inträffar. Strömmen går utöver lindningarna, omedelbart från fas till neutraltråd. Det är riktigt, allt ovan kan bara hända med en mycket enkel och billig fläkt, inte utrustad med termiskt skydd.

Ohms fuskblad för kedjesektionen:

Ohms lag för AC

Det bör noteras att ovanstående post av Ohms lag beskriver en del av en krets med en konstant spänning. I växelspänningsnät finns en ytterligare reaktans, och impedansen får kvadratroten av summan av kvadraterna för det aktiva och reaktiva motståndet.

Ohms lag för en växelströmssektorn har formen: I = U / Z,

där Z är kretsens impedans.

Men en stor reaktans är först och främst karakteristisk för kraftfulla elektriska maskiner och kraftomvandlingsutrustning. Det interna elektriska motståndet i hushållsapparater och inventarier är nästan helt aktivt. Därför kan du i beräkningen använda vardagen i den enklaste formen av Ohms lag: I = U / R.

3. Integrerad notation för hela kretsen

Eftersom det finns ett formulär för att registrera lagen för en del av en kedja, så finns det också Ohms lag för hela kedjan: I = E / (r + R).

Här är r det inre motståndet för EMF-nätets källa, och R är den totala motståndet för själva kretsen.

Det finns ingen anledning att gå långt för en fysisk modell för att illustrera denna underart av Ohms lag. fordonets elektriska system, det batteri som är källan till EMF.

Det kan inte antas att batterimotståndet är absolut noll, därför, även med en direkt kortslutning mellan dess terminaler (brist på motstånd R), kommer strömmen inte att växa till oändlighet utan bara till ett högt värde.

Men detta höga värde är naturligtvis tillräckligt för att ledningarna ska smälta och antända bilens hud. Därför skyddar bilens elektriska kretsar mot kortslutningar med säkringar.

Ett sådant skydd kanske inte räcker om en kortslutning inträffar före säkringslådan i förhållande till batteriet, eller om en av säkringarna byts ut mot en bit koppartråd. Sedan finns det bara en frälsning - det är nödvändigt så snart som möjligt att bryta kretsen helt, kasta bort "massan", det vill säga den negativa terminalen.

4.Den integrerade formen av Ohms lag för ett avsnitt i en krets som innehåller en EMF-källa

Det bör nämnas att det finns en annan variation av Ohms lag - för en del av en krets som innehåller en emf-källa:

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

eller

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

Här är U potentialskillnaden i början och i slutet av den betraktade kedjesektionen. Skylten framför EMF: s storlek beror på dess riktning relativt spänningen.

Det är ofta nödvändigt att använda Ohms lag för en del av en krets när man bestämmer parametrarna för en krets när en del av kretsen inte är tillgänglig för detaljerad studie och inte är av intresse för oss.

Anta att det är dolt av integrerade delar av fallet. I den återstående kretsen finns en källa till EMF och element med känt motstånd. Genom att mäta spänningen vid ingången till en okänd del av kretsen kan du beräkna strömmen och sedan motståndet för det okända elementet.

rön

Således kan vi se att Ohms “enkla” lag är långt ifrån så enkel som den verkade för någon. Genom att känna till alla former av den integrerade journalen av Ohms lagar kan man förstå och lätt komma ihåg många av kraven för elsäkerhet, samt få förtroende för hanteringen av elektricitet.