Ohm yasasının pratikte uygulanması

Elektrik mühendisliğinin temel yasalarından birinin çalışma prensibini bir alegori ile açıklamaya başlamak istiyorum - "Gerilim U", "Direnç R" ve "Akım I" adlı üç kişiden birinin küçük bir karikatürünü gösteriyorum.

"Tok" un, "Direniş" in özenle sıkıştırdığı borudaki daralmayı aşmaya çalıştığını gösteriyor. Aynı zamanda «Gerilim» geçmek için mümkün olan maksimum çabayı gösterir, «Akım» düğmesine basın.

Bu çizim onu ​​hatırlatıyor elektrik Yüklü parçacıkların belirli bir ortamdaki düzenli hareketidir. Hareketleri, potansiyel bir fark - voltaj yaratan uygulanan dış enerjinin etkisi altında mümkündür. Devrenin tellerinin ve elemanlarının iç kuvvetleri akımın büyüklüğünü azaltır, hareketine direnir.

Doğru akım devresinin bir bölümü için Ohm yasasının işleyişini açıklayan basit bir diyagram 2'yi ele alalım.

Gerilim kaynağı olarak U kullanıyoruz pil, A ve B noktalarında kalın ve aynı zamanda kısa tellerle R direncine bağladığımız.Tellerin, direnç R üzerinden I akımının değerini etkilemediğini varsayalım.

Formül (1), direnç (ohm), voltaj (volt) ve akım (amper) arasındaki ilişkiyi ifade eder. onu aradılar Devrenin bir bölümü için Ohm yasası… Formül çemberi, hatırlamayı ve U, R veya I'yi oluşturan parametrelerden herhangi birini ifade etmek için kullanmayı kolaylaştırır (U kısa çizginin üzerindedir ve R ve I aşağıdadır).

Bunlardan birini belirlemeniz gerekiyorsa, zihinsel olarak kapatın ve aritmetik işlemler gerçekleştirerek diğer ikisiyle birlikte çalışın. Değerler tek satırda olunca çarpıyoruz. Ve eğer farklı seviyelerde bulunuyorlarsa, yukarıdan aşağıya doğru bölünmeyi gerçekleştiririz.

Bu ilişkiler, aşağıdaki Şekil 3'te formül 2 ve 3'te gösterilmektedir.

Bu devrede R yükü ile seri bağlanan akımı ölçmek için bir ampermetre, direncin 1 ve 2 noktalarına paralel bağlanan bir voltmetre gerilimi ölçmek için kullanılır. Cihazların tasarım özelliklerini göz önünde bulundurarak ampermetrenin devredeki akımı, voltmetrenin voltajı etkilemediğini söyleyelim.

Ohm yasası ile direncin belirlenmesi

Cihazların okumalarını kullanarak (U = 12 V, I = 2,5 A), R = 12 / 2,5 = 4,8 Ohm direnç değerini belirlemek için formül 1'i kullanabilirsiniz.

Uygulamada, bu ilke, çeşitli elektrikli cihazların aktif direncini belirleyen ölçüm cihazlarının - ohmmetrelerin çalışmasına dahil edilmiştir.Farklı değer aralıklarını ölçecek şekilde yapılandırılabildikleri için, sırasıyla düşük dirençle çalışan mikroohm ve miliohm ve çok büyük değerleri ölçen tera-, higo- ve megohm olarak alt bölümlere ayrılırlar.

Belirli çalışma koşulları için üretilirler:

• taşınabilir;

• kalkan;

• laboratuvar modelleri.

Bir ohmmetrenin çalışma prensibi

Elektronik (analog ve dijital) cihazlar son zamanlarda yaygın olarak kullanılmaya başlanmış olsa da, manyetoelektrik cihazlar yaygın olarak ölçüm yapmak için kullanılmaktadır.

Manyetoelektrik sistem ohmmetresi, içinden yalnızca miliamperleri ve hassas bir ölçüm kafasını (miliammetre) geçiren bir akım sınırlayıcı R kullanır. Kalıcı mıknatıs N-S'den gelen iki elektromanyetik alanın etkileşimi ve iletken bir yay 2 ile bobinin 1 sargısından geçen akımın yarattığı alan nedeniyle cihazdan küçük akımların akışına tepki verir.

Manyetik alanların kuvvetlerinin etkileşimi sonucunda cihazın oku belirli bir açıdan sapar. Başlıktaki ölçek, daha kolay kullanım için hemen ohm cinsinden derecelendirilir. Bu durumda formül 3'e göre akım direncinin ifadesi kullanılır.

Ohmmetre, doğru ölçümler sağlamak için aküden sabit bir besleme gerilimi sağlamalıdır. Bu amaçla, ek bir düzenleyici direnç R reg kullanılarak kalibrasyon yapılır. Onun yardımıyla, ölçüme başlamadan önce, kaynaktan gelen aşırı voltaj beslemesi devre ile sınırlandırılır, kesinlikle kararlı, normalleştirilmiş bir değer ayarlanır.

Ohm yasası ile voltajın belirlenmesi

Elektrik devreleriyle çalışırken, bir eleman, örneğin bir direnç üzerindeki voltaj düşüşünü belirlemenin gerekli olduğu zamanlar vardır, ancak genellikle kutu üzerinde işaretlenen direnci ve içinden geçen akım bilinmektedir. Bunu yapmak için bir voltmetre bağlamanıza gerek yoktur, ancak formül 2'ye göre hesaplamaları kullanmanız yeterlidir.

Bizim durumumuzda, Şekil 3 için hesaplamalar yapıyoruz: U = 2,5 4,8 = 12 V.

Ohm yasasına göre akımın belirlenmesi

Bu durum formül 3 ile açıklanmaktadır. Elektrik devrelerindeki yükleri hesaplamak, tellerin, kabloların, sigortaların veya devre kesicilerin kesitlerini seçmek için kullanılır.

Örneğimizde hesaplama şöyle görünür: I = 12 / 4,8 = 2,5 A.

Bypass ameliyatı

Elektrik mühendisliğindeki bu yöntem, devrenin belirli elemanlarını sökmeden çalışmasını devre dışı bırakmak için kullanılır. Bunu yapmak için, giriş ve çıkış terminallerini (Şekil 1 ve 2'de) bir kabloyla gereksiz bir dirence kısa devre yapın - bunları çıkarın.

Sonuç olarak, devre akımı şönt boyunca daha az dirençli bir yol seçer ve keskin bir şekilde yükselir ve şönt elemanının voltajı sıfıra düşer.

Kısa devre

Bu mod, özel bir baypas durumudur ve genellikle kaynağın çıkış terminallerinde kısa devre kurulduğunda yukarıdaki şekilde gösterilir. Bu olduğunda, insanları şok edebilecek ve korumasız elektrikli ekipmanı yakabilecek çok tehlikeli yüksek akımlar oluşur.

Koruma, elektrik şebekesindeki kazara arızalarla mücadele etmek için kullanılır. Devrenin normal modda çalışmasına müdahale etmeyen ayarlara ayarlanmışlardır.Sadece acil durumlarda elektriği kesiyorlar.

Örneğin, bir çocuk yanlışlıkla bir ev prizine bir kablo takarsa, apartman giriş panosundaki uygun şekilde yapılandırılmış bir otomatik anahtar gücü neredeyse anında kesecektir.

Yukarıda açıklanan her şey, daha birçok işlemin olabileceği tam bir devre değil, bir DC devresinin bir bölümü için Ohm yasasına atıfta bulunur. Bunun elektrik mühendisliğindeki uygulamasının sadece küçük bir parçası olduğunu hayal etmeliyiz.

Ünlü bilim adamı Georg Simon Ohm tarafından akım, gerilim ve direnç arasında tanımlanan modeller, farklı AC ortamlarında ve devrelerinde farklı şekillerde tanımlanır: tek fazlı ve üç fazlı.

İşte metal iletkenlerdeki elektriksel parametrelerin oranını ifade eden temel formüller.

Uygulamada özel Ohm kanunu hesaplamalarını gerçekleştirmek için daha karmaşık formüller.

Gördüğünüz gibi, parlak bilim adamı Georg Simon Ohm tarafından yürütülen araştırma, elektrik mühendisliği ve otomasyonun hızla geliştiği zamanımızda bile büyük önem taşıyor.