Oma likuma piemērošana praksē

Es vēlētos sākt izskaidrot viena no elektrotehnikas pamatlikumiem darbības principu ar alegoriju — parādot nelielu karikatūru, kurā attēlots 1 no trim cilvēkiem ar nosaukumu "Spriegums U", "Pretestība R" un "Strāva I".

Tas liecina, ka «Tok» mēģina izrāpties pa kontrakciju caurulē, kuru «Pretestība» cītīgi savelk. Tajā pašā laikā «Voltage» maksimāli pieliek piepūli, lai tiktu garām, nospiediet «Strāva».

Šis zīmējums ir atgādinājums par to elektrība Ir sakārtota lādētu daļiņu kustība noteiktā vidē. To kustība iespējama pielietotas ārējās enerģijas ietekmē, kas rada potenciālu starpību — spriegumu. Ķēdes vadu un elementu iekšējie spēki samazina strāvas lielumu, pretojas tās kustībai.

Apsveriet vienkāršu diagrammu 2, kas izskaidro Ohma likuma darbību līdzstrāvas ķēdes sadaļai.

Kā sprieguma avotu U mēs izmantojam akumulators, kuru savienojam ar pretestību R ar resniem un vienlaikus īsiem vadiem punktos A un B.Pieņemsim, ka vadi neietekmē strāvas I vērtību caur rezistoru R.

Formula (1) izsaka attiecību starp pretestību (omi), spriegumu (volti) un strāvu (ampēri). Viņi viņu sauc Oma likums ķēdes posmam… Formulas aplis ļauj to viegli atcerēties un izmantot, lai izteiktu jebkuru no parametriem U, R vai I (U ir virs domuzīmes, un R un I atrodas zemāk).

Ja jums ir nepieciešams noteikt vienu no tiem, aizveriet to garīgi un strādājiet ar pārējiem diviem, veicot aritmētiskās darbības. Kad vērtības ir vienā rindā, mēs tās reizinām. Un, ja tie atrodas dažādos līmeņos, mēs veicam augšējās un apakšējās sadalīšanu.

Šīs attiecības ir parādītas 2. un 3. formulā tālāk 3. attēlā.

Šajā shēmā strāvas mērīšanai tiek izmantots ampērmetrs, kas ir virknē savienots ar slodzi R, un spriegums ir voltmetrs, kas paralēli savienots ar rezistora 1. un 2. punktu. Ņemot vērā ierīču konstrukcijas iezīmes, pieņemsim, ka ampērmetrs neietekmē strāvu ķēdē, un voltmetrs neietekmē spriegumu.

Pretestības noteikšana pēc Oma likuma

Izmantojot ierīču rādījumus (U = 12 V, I = 2,5 A), varat izmantot formulu 1, lai noteiktu pretestības vērtību R = 12 / 2,5 = 4,8 omi.

Praksē šis princips ir iekļauts mērierīču darbībā - ommetru, kas nosaka dažādu elektrisko ierīču aktīvo pretestību.Tā kā tos var konfigurēt, lai mērītu dažādus vērtību diapazonus, tie ir attiecīgi iedalīti mikroomos un miliomos, kas darbojas ar zemu pretestību, un tera-, higo- un megomos, mērot ļoti lielas vērtības.

Īpašiem darba apstākļiem tie tiek ražoti:

• pārnēsājams;

• vairogs;

• laboratorijas modeļi.

Ommera darbības princips

Mērījumu veikšanai parasti izmanto magnetoelektriskās ierīces, lai gan nesen plaši tiek ieviestas elektroniskās (analogās un digitālās) ierīces.

Magnetoelektriskās sistēmas ommetrs izmanto strāvas ierobežotāju R, kas laiž cauri tikai miliampērus un jutīgu mērīšanas galviņu (miliametru). Tas reaģē uz mazu strāvu plūsmu caur ierīci, pateicoties divu pastāvīgā magnēta N-S elektromagnētisko lauku mijiedarbībai un laukam, ko rada strāva, kas iet caur spoles 1 tinumu ar vadošu atsperi 2.

Magnētisko lauku spēku mijiedarbības rezultātā ierīces bultiņa novirzās no noteikta leņķa. Uz galvas esošās skalas ir uzreiz graduētas omos, lai atvieglotu darbību. Šajā gadījumā tiek izmantota strāvas pretestības izteiksme saskaņā ar 3. formulu.

Ommeram ir jāuztur stabils barošanas spriegums no akumulatora, lai nodrošinātu precīzus mērījumus. Šim nolūkam tiek veikta kalibrēšana, izmantojot papildu regulējošo rezistoru R reg. Ar tās palīdzību pirms mērīšanas sākuma liekā sprieguma padeve no avota tiek ierobežota līdz ķēdei, tiek iestatīta stingri stabila, normalizēta vērtība.

Sprieguma noteikšana pēc Oma likuma

Strādājot ar elektriskām shēmām, ir gadījumi, kad ir jānosaka sprieguma kritums kādam elementam, piemēram, rezistoram, taču ir zināma tā pretestība, kas parasti ir atzīmēta uz kastes, un caur to plūstošā strāva. Lai to izdarītu, jums nav jāpievieno voltmetrs, bet pietiek ar aprēķiniem saskaņā ar 2. formulu.

Mūsu gadījumā 3. attēlam mēs veicam aprēķinus: U = 2,5 4,8 = 12 V.

Strāvas noteikšana saskaņā ar Oma likumu

Šo gadījumu apraksta formula 3. To izmanto, lai aprēķinātu slodzes elektriskajās ķēdēs, izvēlētos vadu, kabeļu, drošinātāju vai slēdžu šķērsgriezumus.

Mūsu piemērā aprēķins izskatās šādi: I = 12 / 4,8 = 2,5 A.

Apvedceļa operācija

Šo metodi elektrotehnikā izmanto, lai atspējotu noteiktu ķēdes elementu darbību, tos neizjaucot. Lai to izdarītu, īssavienojiet ieejas un izejas spailes (1. un 2. attēlā) ar vadu uz nevajadzīgu rezistoru - noņemiet tos.

Rezultātā ķēdes strāva izvēlas mazākas pretestības ceļu caur šuntu un strauji palielinās, un šunta elementa spriegums nokrītas līdz nullei.

Īssavienojums

Šis režīms ir īpašs apvedceļa gadījums, un tas parasti tiek parādīts iepriekš redzamajā attēlā, kad īssavienojums ir uzstādīts avota izejas spailēs. Kad tas notiek, rodas ļoti bīstamas lielas strāvas, kas var šokēt cilvēkus un sadedzināt neaizsargātas elektroiekārtas.

Aizsardzība tiek izmantota, lai apkarotu nejaušus traucējumus elektrotīklā. Tie ir iestatīti uz tādiem iestatījumiem, kas netraucē ķēdes darbību normālā režīmā.Viņi pārtrauc strāvu tikai avārijas gadījumā.

Piemēram, ja bērns nejauši ieslēdz vadu sadzīves kontaktligzdā, tad pareizi konfigurēts automātiskais slēdzis uz dzīvokļa ieejas dēļa gandrīz nekavējoties izslēgs strāvu.

Viss, kas aprakstīts iepriekš, attiecas uz Oma likumu līdzstrāvas ķēdes sadaļai, nevis pilnīgai ķēdei, kurā var būt daudz vairāk procesu. Mums ir jāiedomājas, ka tā ir tikai neliela daļa no tā pielietojuma elektrotehnikā.

Slavenā zinātnieka Georga Saimona Oma identificētie modeļi starp strāvu, spriegumu un pretestību dažādās maiņstrāvas vidēs un ķēdēs ir aprakstīti dažādos veidos: vienfāzes un trīsfāžu.

Šeit ir pamatformulas, kas izsaka elektrisko parametru attiecību metāla vadītājos.

Sarežģītākas formulas īpašu Oma likuma aprēķinu veikšanai praksē.

Kā redzat, izcilā zinātnieka Georga Simona Ohma veiktajiem pētījumiem ir liela nozīme pat mūsu elektrotehnikas un automatizācijas straujās attīstības laikā.