kategória: Najlepšie články » Začiatočníci elektrikári
Počet zobrazení: 48396
Komentáre k článku: 4
O Ohmovom zákone v ľudovom vyhlásení
Nie je počuť elektrický prúd a nebezpečné napätie (s výnimkou hučacích vysokonapäťových vedení a elektrických inštalácií). Živé časti pod napätím sa líšia svojim vzhľadom.
V normálnych prevádzkových režimoch ich nie je možné rozpoznať podľa vône ani zvýšenej teploty, nelíšia sa. Vysávač však zapneme v tichej a tichej zásuvke, klikneme na prepínač - a zdá sa, že energia sa z ničoho nič nevyberá, zhmotňuje sa vo forme hluku a kompresie vo vnútri domáceho spotrebiča.
Opäť, ak zapojíme dva klince do zásuviek zásuvky a vezmeme ich s sebou, potom doslova celé naše telo pocítime realitu a objektivitu existencie elektrického prúdu. Za týmto účelom sa, samozrejme, dôrazne neodporúča.
Príklady s vysávačom a klincami nám však jasne ukazujú, že štúdium a pochopenie základných zákonov elektrotechniky prispieva k bezpečnosti pri manipulácii s elektrickou energiou v domácnosti, ako aj k odstráneniu poverčivých predsudkov spojených s elektrickým prúdom a napätím.
Budeme sa teda zaoberať jedným z najcennejších zákonov elektrotechniky, ktorý je užitočné poznať. A skúste to urobiť v najpopulárnejšej možnej podobe.
Ohm's Law Discovery
V roku 1827 nemecký fyzik Georg Simon Ohm sformuloval zákon spájajúci veľkosť elektrického prúdu, elektromotorickú silu batérie a odpor jednoduchého elektrického obvodu tvoreného batériou a póly heterogénnych vodičov zapojených do série. Okrem toho zistil, že rôzne látky majú rôznu odolnosť proti elektrickému prúdu.
Ohm experimentálne zistil, že v sériovom obvode zloženom z niekoľkých sekcií s vodičmi rôzneho odporu je prúd vo všetkých sekciách rovnaký, iba rozdiel potenciálov na vodičoch je odlišný, čo Ohm nazýva „pokles napätia“.
Objav Ohmovho zákona bol veľmi dôležitou etapou v štúdiu elektrických a magnetických javov, ktoré mali veľký praktický význam. Ohmov zákon a Kirchhoffove zákony objavené neskôr prvýkrát umožnili vypočítať elektrické obvody a tvorili základ novo vznikajúcej elektrotechniky.
Druhy Ohmových zákonov
1. Diferenčná forma Ohmovho zákona
Najdôležitejším zákonom elektrotechniky je, samozrejme, Ohmov zákon, O existencii vedia aj ľudia, ktorí nesúvisia s elektrotechnikou. Medzitým však otázka „Poznáš Ohmov zákon?“ na technických univerzitách je pasca pre domýšľavých a arogantných žiakov. Súdruh samozrejme odpovedá, že Ohm dokonale pozná zákon, a potom sa na neho obrátia so žiadosťou, aby priniesol tento zákon v odlišnej podobe. A potom sa ukáže, že školák alebo nováčik musí ešte študovať a študovať.
Rozdielna forma Ohmovho zákona je však prakticky neuplatniteľná. Odráža vzťah medzi hustotou prúdu a intenzitou poľa:
j = G * E,
kde G je vodivosť obvodu; E je sila elektrického prúdu.
To všetko sú pokusy vyjadriť sa elektrický prúd, berúc do úvahy iba fyzikálne vlastnosti materiálu vodiča bez ohľadu na jeho geometrické parametre (dĺžka, priemer a podobne). Diferenčná forma Ohmovho zákona je čistá teória, jeho znalosti v každodennom živote sa absolútne nevyžadujú.
2. Integrálna forma Ohmovho zákona pre reťazovú sekciu
Ďalšou vecou je integrálna forma nahrávania. Má tiež niekoľko odrôd. Najobľúbenejšie z nich je Ohmov zákon pre časť reťazca: I = U / R
Inými slovami, prúd v obvodovej časti je vždy vyšší, čím väčšie napätie je privedené do tejto sekcie a tým nižší je odpor tejto sekcie.
Tento „druh“ Ohmovho zákona je jednoducho nevyhnutnosťou pre každého, kto sa aspoň niekedy musí zaoberať elektrinou. Našťastie je závislosť dosť jednoduchá. Napätie v sieti možno koniec koncov považovať za nezmenené.
Pre výstup je 220 voltov. Preto sa ukazuje, že prúd v obvode závisí iba od odporu obvodu pripojeného k zásuvke. Preto je jednoduchá morálna: tento odpor sa musí monitorovať.
Skratky, ktoré každý počuje, sa vyskytujú práve v dôsledku nízkeho odporu vonkajšieho obvodu. Predpokladajme, že z dôvodu nesprávneho spojenia vodičov v rozvodnej skrinke boli fázové a neutrálne vodiče navzájom priamo spojené. Potom odpor rezonančnej časti prudko klesne na takmer nulovú hodnotu a prúd sa tiež prudko zvýši na veľmi veľkú hodnotu.
Ak je zapojenie správne, bude fungovať ističa ak tam nie je, alebo je chybný alebo nesprávne zvolený, vodič sa nezvláda so zvýšeným prúdom, zahrieva sa, topí sa a prípadne spôsobuje požiar.
Stáva sa však, že zariadenia, ktoré sú zapojené a ktoré sa nosia dlhšie ako jednu hodinu, sa už stali príčinou skrat, Typickým prípadom je ventilátor, ktorého vinutia motora sa prehriali v dôsledku zaseknutia nožov.
Izolácia vinutí motora nie je navrhnutá na vážne zahrievanie, rýchlo sa stáva bezcennou. V dôsledku toho vznikajú medziobratové skraty, ktoré znižujú odpor a v súlade s Ohmovým zákonom vedú aj k zvýšeniu prúdu.
Zvýšený prúd zase spôsobí, že sa izolácia vinutí stane úplne nepoužiteľnou a nedochádza k medziobvodu, ale nastáva skutočný, plnohodnotný skrat. Prúd prechádza okrem vinutí okamžite z fázy na neutrálny vodič. Je pravda, že k vyššie uvedenému môže dôjsť iba s veľmi jednoduchým a lacným ventilátorom, ktorý nie je vybavený tepelnou ochranou.
Ohmova cheat sheet pre sekciu reťaze:
Ohmov zákon pre AC
Malo by sa poznamenať, že vyššie uvedený záznam Ohmovho zákona opisuje časť obvodu s konštantným napätím. V sieťach so striedavým napätím existuje ďalšia reaktancia a impedancia preberá druhú odmocninu súčtu štvorcov aktívneho a reaktívneho odporu.
Ohmov zákon pre časť s obvodom striedavého prúdu má formu: I = U / Z,
kde Z je impedancia obvodu.
Ale veľká reaktancia je charakteristická predovšetkým výkonnými elektrickými strojmi a zariadeniami na premenu energie. Vnútorný elektrický odpor domácich spotrebičov a príslušenstva je takmer úplne aktívny. Preto v každodennom živote môžete pre výpočty použiť najjednoduchšiu formu Ohmovho zákona: I = U / R.
3. Integrovaná notácia celého obvodu
Pretože existuje forma na zaznamenanie zákona o časti reťazca, potom Ohmov zákon pre celý reťazec: I = E / (r + R).
Tu r je vnútorný odpor zdroja siete EMF a R je celkový odpor samotného obvodu.
Na ilustráciu tohto poddruhu Ohmovho zákona nemusíme ďaleko ísť za fyzickým modelom. elektrický systém vozidla, batéria, v ktorej je zdrojom EMF.
Nemožno predpokladať, že odpor batérie je absolútne nulový, preto ani pri priamom skrate medzi jeho svorkami (nedostatok odporu R) nebude prúd narastať do nekonečna, ale jednoducho na vysokú hodnotu.
Táto vysoká hodnota však samozrejme stačí na to, aby sa drôty roztavili a zapálila sa koža automobilu. Elektrické obvody automobilov preto chránia pred skratmi poistkami.
Takáto ochrana nemusí stačiť, ak dôjde ku skratu v poistkovej skrinke vzhľadom na batériu alebo ak je jedna z poistiek vymenená za kus medeného drôtu. Potom je tu iba jedno spasenie - je potrebné čo najskôr prerušiť obvod úplne a vyhodiť „masu“, to znamená záporný terminál.
4.Integrálna forma Ohmovho zákona pre časť obvodu obsahujúcu zdroj emf
Malo by sa spomenúť, že existuje ďalšia variácia Ohmovho zákona - pre časť obvodu obsahujúcu zdroj emf:
I = (U + E) / (r + R)
alebo
I = (U-E) / (r + R)
Tu U je potenciálny rozdiel na začiatku a na konci uvažovanej časti reťazca. Značka pred veľkosťou EMF závisí od jeho smeru vzhľadom na napätie.
Často je potrebné použiť Ohmov zákon pre časť obvodu pri určovaní parametrov obvodu, keď časť okruhu nie je k dispozícii na podrobnú štúdiu a nie je pre nás zaujímavá.
Predpokladajme, že je skrytý integrálnymi časťami puzdra. V zostávajúcom obvode je zdroj EMF a prvky so známym odporom. Potom meraním napätia na vstupe neznámej časti obvodu môžete vypočítať prúd a potom odpor neznámeho prvku.
zistenie
Vidíme teda, že Ohmov „jednoduchý“ zákon nie je ani zďaleka taký jednoduchý, ako sa zdal niekomu. Keď poznáme všetky formy integrálneho záznamu Ohmových zákonov, môžeme pochopiť a ľahko si zapamätať mnohé požiadavky na elektrickú bezpečnosť, ako aj získať dôveru v zaobchádzanie s elektrinou.
Pozri tiež na electro-sk.tomathouse.com
: