Oma likums ķēdes posmam
Elektrotehnikas pamatlikums, ko varat izmantot, lai pētītu un aprēķinātu elektriskās ķēdes, ir Oma likums, kas nosaka attiecības starp strāvu, spriegumu un pretestību. Ir skaidri jāsaprot tā būtība un jāprot pareizi izmantot praktisko problēmu risināšanā. Elektrotehnikā bieži tiek pieļautas kļūdas, jo nespēj pareizi piemērot Ohma likumu.
Oma likums ķēdes posmam nosaka: strāva ir tieši proporcionāla spriegumam un apgriezti proporcionāla pretestībai.
Ja spriegums, kas darbojas elektriskā ķēdē, tiek palielināts vairākas reizes, strāva šajā ķēdē palielināsies par tādu pašu daudzumu. Un, ja vairākas reizes palielināsit ķēdes pretestību, strāva samazināsies par tādu pašu daudzumu. Tādā pašā veidā ūdens plūsma caurulē ir lielāka, jo spēcīgāks ir spiediens un jo mazāka ir caurules pretestība ūdens kustībai.
Populārā formā šo likumu var formulēt šādi: jo augstāks ir spriegums tai pašai pretestībai, jo lielāka ir strāva, un tajā pašā laikā, jo lielāka pretestība vienam un tam pašam spriegumam, jo mazāks ir strāvas stiprums.
Lai matemātiski izteiktu Ohma likumu pēc iespējas vienkāršāk, stieples, kas nes strāvu 1 A pie 1 V sprieguma, pretestība tiek uzskatīta par 1 omu.
Strāvu ampēros vienmēr var noteikt, dalot spriegumu voltos ar pretestību omos. Tāpēc Ohma likums ķēdes sadaļai ir uzrakstīts šādā formulā:
I = U / R.
Maģiskais trīsstūris
Jebkuru elektriskās ķēdes posmu vai elementu var raksturot ar trim īpašībām: strāvu, spriegumu un pretestību.
Kā izmantot Ohma trīsstūri: mēs aizveram nepieciešamo vērtību — divi citi simboli dos formulu tā aprēķināšanai. Starp citu, tikai vienu formulu no trijstūra sauc par Ohma likumu - to, kas atspoguļo strāvas atkarību no sprieguma un pretestības. Pārējām divām formulām, lai gan tās ir tā sekas, nav fiziskas jēgas.
Aprēķini, kas veikti, izmantojot Ohma likumu ķēdes posmam, būs pareizi, ja spriegums ir voltos, pretestība ir omi un strāva ir ampēros. Ja tiek izmantotas vairākas šo lielumu vienības (piemēram, miliampēri, milivolti, megohmi utt.), tie attiecīgi jāpārvērš ampēros, voltos un omos. Lai to uzsvērtu, Ohma likuma formula ķēdes sadaļai dažreiz tiek uzrakstīta šādi:
amp = volts / omi
Varat arī aprēķināt strāvu miliampēros un mikroampēros, savukārt spriegums ir jāizsaka attiecīgi voltos un pretestība attiecīgi kilohomos un megomos.
Citi raksti par elektrību vienkāršā un pieejamā veidā:
Kas ir spriegums, strāva un pretestība: kā tos izmanto praksē
Kā pretestība ir atkarīga no temperatūras
EML un strāvas avoti: galvenie raksturlielumi un atšķirības
Elektriskais un magnētiskais lauks — kāda ir atšķirība?
Oma likums ir spēkā katrā ķēdes sadaļā. Ja ir nepieciešams noteikt strāvu noteiktā ķēdes posmā, tad ir nepieciešams dalīt spriegumu, kas darbojas šajā sadaļā (1. att.), ar šīs sekcijas pretestību.
1. attēls. Oma likuma piemērošana ķēdes posmam
Dosim piemēru strāvas aprēķināšanai pēc Oma likuma... Pieprasiet noteikt strāvu lampā ar pretestību 2,5 omi, ja lampai pievadīts spriegums ir 5 V. Dalot 5 V ar 2,5 omi, mēs iegūstam strāvas vērtību, kas vienāda ar 2 A. Otrajā piemērā mēs nosakām strāvu, kas plūst 500 V sprieguma ietekmē ķēdē, kuras pretestība ir 0,5 MΩ. Lai to izdarītu, mēs izsakām pretestību omos. Dalot 500 V ar 500 000 omu, mēs atrodam ķēdē esošo strāvu, kas ir 0,001 A vai 1 mA.
Bieži vien, zinot strāvu un pretestību, spriegumu nosaka, izmantojot Ohma likumu. Uzrakstīsim formulu sprieguma noteikšanai
U = IR
Šī formula parāda, ka spriegums noteiktā ķēdes posma galos ir tieši proporcionāls strāvai un pretestībai... Šīs atkarības nozīmi nav grūti saprast.Ja ķēdes sekcijas pretestība nemainās, strāvu var palielināt, tikai palielinot spriegumu. Tas nozīmē, ka pie pastāvīgas pretestības lielāka strāva atbilst lielākam spriegumam. Ja nepieciešams iegūt vienādu strāvu pie dažādām pretestībām, tad ar lielāku pretestību jābūt attiecīgi lielākam spriegumam.
Spriegums visā ķēdes sadaļā bieži tiek saukts par sprieguma kritumu… Tas bieži izraisa pārpratumus. Daudzi cilvēki domā, ka sprieguma kritums ir nevajadzīgs spriegums. Patiesībā sprieguma un sprieguma krituma jēdzieni ir līdzvērtīgi. Zudumi un sprieguma kritumi — kāda ir atšķirība?
Sprieguma kritums ir pakāpenisks potenciāla kritums strāvu nesošā ķēdē sakarā ar to, ka ķēdei ir aktīva pretestība. Saskaņā ar Oma likumu sprieguma kritums katrā ķēdes U sekcijā ir vienāds ar šīs ķēdes R sekcijas pretestības reizinājumu ar tajā esošo strāvu I, t.i. U — RI. Tādējādi, jo lielāka ir ķēdes sekcijas pretestība, jo lielāks ir sprieguma kritums šajā ķēdes daļā noteiktai strāvai.
Ohma likuma sprieguma aprēķinu var parādīt nākamajā piemērā. Ļaujiet 5 mA strāvai iziet caur ķēdes posmu ar pretestību 10 kOhm, un šajā sadaļā ir jānosaka spriegums.
Reizinot A = 0,005 A pie R — 10000 Ω, iegūstam spriegumu, kas vienāds ar 50 V. To pašu rezultātu var iegūt, reizinot 5 mA ar 10 kΩ: U = 50 in
Elektroniskajās ierīcēs strāvu parasti izsaka miliamperos un pretestību kiloomos.Tāpēc ir ērti izmantot tieši šīs mērvienības aprēķinos saskaņā ar Ohma likumu.
Oma likums aprēķina arī pretestību, ja ir zināms spriegums un strāva. Šī gadījuma formula ir uzrakstīta šādi: R = U / I.
Pretestība vienmēr ir sprieguma un strāvas attiecība. Ja spriegums tiek palielināts vai samazināts vairākas reizes, strāva palielināsies vai samazināsies tikpat reižu. Sprieguma un strāvas attiecība, kas vienāda ar pretestību, paliek nemainīga.
Pretestības noteikšanas formula nav jāsaprot tā, ka dotā vadītāja pretestība ir atkarīga no strāvas un sprieguma. Ir zināms, ka tas ir atkarīgs no stieples garuma, šķērsgriezuma laukuma un materiāla. Pēc izskata pretestības noteikšanas formula atgādina strāvas aprēķināšanas formulu, taču starp tām ir būtiska atšķirība.
Strāva noteiktā ķēdes sadaļā patiešām ir atkarīga no sprieguma un pretestības un mainās, mainoties. Un šīs ķēdes sadaļas pretestība ir nemainīga vērtība, kas nav atkarīga no sprieguma un strāvas izmaiņām, bet ir vienāda ar šo vērtību attiecību.
Kad divās ķēdes daļās plūst viena un tā pati strāva un tiem pievadītie spriegumi ir atšķirīgi, ir skaidrs, ka sekcijai, kurai tiek pievadīts lielāks spriegums, ir attiecīgi lielāka pretestība.
Un, ja vienā un tajā pašā sprieguma iedarbībā divās dažādās ķēdes daļās plūst atšķirīga strāva, tad šajā sadaļā vienmēr būs mazāka strāva, kurai ir lielāka pretestība.Tas viss izriet no Ohma likuma pamata formulējuma ķēdes posmam, tas ir, no tā, ka jo lielāka ir strāva, jo lielāks ir spriegums un mazāka pretestība.
Pretestības aprēķins, izmantojot Ohma likumu ķēdes posmam, tiks parādīts nākamajā piemērā: jāatrod sekcijas pretestība, caur kuru plūst 50 mA strāva pie 40 V sprieguma. ampēros mēs iegūstam I = 0,05 A. Sadaliet 40 ar 0,05 un atrodiet, ka pretestība ir 800 omi.
Oma likumu var vizualizēt tā sauktās strāvas-sprieguma raksturlīknes veidā... Kā zināms, tieši proporcionālā attiecība starp diviem lielumiem ir taisne, kas iet caur izcelsmi. Šo atkarību parasti sauc par lineāru.
attēlā. 2 parādīts kā Ohma likuma diagrammas piemērs ķēdes posmam ar pretestību 100 omi. Horizontālā ass ir spriegums voltos, un vertikālā ass ir strāva ampēros. Strāvas un sprieguma skalu var izvēlēties pēc vēlēšanās. Tiek novilkta taisna līnija, lai katram tās punktam sprieguma un strāvas attiecība būtu 100 omi. Piemēram, ja U = 50 V, tad I = 0,5 A un R = 50: 0,5 = 100 omi.
Rīsi. 2… Oma likums (strāvas sprieguma raksturlielums)
Ohma likuma grafiks strāvas un sprieguma negatīvajām vērtībām ir vienāds. Tas nozīmē, ka strāva ķēdē plūst vienādi abos virzienos. Jo lielāka pretestība, jo mazāka strāva tiek iegūta pie noteiktā sprieguma un jo uzmanīgāk kustas taisne.
Ierīces, kurās strāvas-sprieguma raksturlielums ir taisne, kas iet caur sākuma punktu, tas ir, pretestība paliek nemainīga, mainoties spriegumam vai strāvai, sauc par lineārām ierīcēm... Tiek lietoti arī termini lineārās ķēdes, lineārās pretestības.
Ir arī ierīces, kurās mainās pretestība, mainoties spriegumam vai strāvai. Tad attiecības starp strāvu un spriegumu tiek izteiktas nevis pēc Oma likuma, bet gan sarežģītākā veidā. Šādām ierīcēm strāvas-sprieguma raksturlielums nebūs taisna līnija, kas iet caur sākuma punktu, bet gan līkne vai pārtraukta līnija. Šīs ierīces sauc par nelineārām.
Skatīt arī par šo tēmu: Oma likuma piemērošana praksē
