простое объяснение для чайников с формулой и понятиями
Говорят: «не знаешь закон Ома – сиди дома». Так давайте же узнаем (вспомним), что это за закон, и смело пойдем гулять.
Основные понятия закона Ома
Как понять закон Ома? Нужно просто разобраться в том, что есть что в его определении. И начать следует с определения силы тока, напряжения и сопротивления.
Сила тока I
Пусть в каком-то проводнике течет ток. То есть, происходит направленное движение заряженных частиц – допустим, это электроны. Каждый электрон обладает элементарным электрическим зарядом (e= -1,60217662 × 10-19 Кулона). В таком случае через некоторую поверхность за определенный промежуток времени пройдет конкретный электрический заряд, равный сумме всех зарядов протекших электронов.
Отношение заряда к времени и называется силой тока. Чем больший заряд проходит через проводник за определенное время, тем больше сила тока. Сила тока измеряется в Амперах.
Напряжение U, или разность потенциалов
Это как раз та штука, которая заставляет электроны двигаться. Электрический потенциал характеризует способность поля совершать работу по переносу заряда из одной точки в другую. Так, между двумя точками проводника существует разность потенциалов, и электрическое поле совершает работу по переносу заряда.
Физическая величина, равная работе эффективного электрического поля при переносе электрического заряда, и называется напряжением. Измеряется в Вольтах. Один Вольт – это напряжение, которое при перемещении заряда в 1 Кл совершает работу, равную 1 Джоуль.
Сопротивление R
Ток, как известно, течет в проводнике. Пусть это будет какой-нибудь провод. Двигаясь по проводу под действием поля, электроны сталкиваются с атомами провода, проводник греется, атомы в кристаллической решетке начинают колебаться, создавая электронам еще больше проблем для передвижения. Именно это явление и называется сопротивлением. Оно зависит от температуры, материала, сечения проводника и измеряется в Омах.
Памятник Георгу Симону Ому
Формулировка и объяснение закона Ома
Закон немецкого учителя Георга Ома очень прост. Он гласит:
Сила тока на участке цепи прямо пропорционально напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.
Георг Ом вывел этот закон экспериментально (эмпирически) в 1826 году. Естественно, чем больше сопротивление участка цепи, тем меньше будет сила тока. Соответственно, чем больше напряжение, тем и ток будет больше.
Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы
Данная формулировка закона Ома – самая простая и подходит для участка цепи. Говоря «участок цепи» мы подразумеваем, что это однородный участок, на котором нет источников тока с ЭДС. Говоря проще, этот участок содержит какое-то сопротивление, но на нем нет батарейки, обеспечивающей сам ток.
Если рассматривать закон Ома для полной цепи, формулировка его будет немного иной.
Пусть у нас есть цепь, в ней есть источник тока, создающий напряжение, и какое-то сопротивление.
Закон запишется в следующем виде:
Объяснение закона Ома для полой цепи принципиально не отличается от объяснения для участка цепи. Как видим, сопротивление складывается из собственно сопротивления и внутреннего сопротивления источника тока, а вместо напряжения в формуле фигурирует электродвижущая сила источника.
Кстати, о том, что такое что такое ЭДС, читайте в нашей отдельной статье.
Как понять закон Ома?
Чтобы интуитивно понять закон Ома, обратимся к аналогии представления тока в виде жидкости. Именно так думал Георг Ом, когда проводил опыты, благодаря которым был открыт закон, названный его именем.
Представим, что ток – это не движение частиц-носителей заряда в проводнике, а движение потока воды в трубе. Сначала воду насосом поднимают на водокачку, а оттуда, под действием потенциальной энергии, она стремиться вниз и течет по трубе. Причем, чем выше насос закачает воду, тем быстрее она потечет в трубе.
Отсюда следует вывод, что скорость потока воды (сила тока в проводе) будет тем больше, чем больше потенциальная энергия воды (разность потенциалов)
Сила тока прямо пропорциональна напряжению.
Теперь обратимся к сопротивлению. Гидравлическое сопротивление – это сопротивление трубы, обусловленное ее диаметром и шероховатостью стенок. Логично предположить, что чем больше диаметр, тем меньше сопротивление трубы, и тем большее количество воды (больший ток) протечет через ее сечение.
Сила тока обратно пропорциональна сопротивлению.
Такую аналогию можно проводить лишь для принципиального понимания закона Ома, так как его первозданный вид – на самом деле довольно грубое приближение, которое, тем не менее, находит отличное применение на практике.
В действительности, сопротивление вещества обусловлено колебанием атомов кристаллической решетки, а ток – движением свободных носителей заряда. В металлах свободными носителями являются электроны, сорвавшиеся с атомных орбит.
Ток в проводнике
В данной статье мы постарались дать простое объяснение закона Ома. Знание этих на первый взгляд простых вещей может сослужить Вам неплохую службу на экзамене. Конечно, мы привели его простейшую формулировку закона Ома и не будем сейчас лезть в дебри высшей физики, разбираясь с активным и реактивным сопротивлениями и прочими тонкостями.
Если у Вас возникнет такая необходимость, Вам с удовольствием помогут сотрудники нашего студенческого сервиса. А напоследок предлагаем Вам посмотреть интересное видео про закон Ома. Это действительно познавательно!
Как использовать закон Ома: инструкция для чайников с примерами | ASUTPP
Я обычно не использую много математики, когда занимаюсь электроникой. Но закон Ома — редкое исключение:)
Закон был выведен Георгом Омом и основан на взаимосвязи напряжения, тока и сопротивления:
Рис. 1. Иллюстрация связи сопротивления (Ohm), тока (Amp) и напряжения (Volt)
Рис. 1. Иллюстрация связи сопротивления (Ohm), тока (Amp) и напряжения (Volt)
Посмотрите на рисунок выше и посмотрите, имеет ли для вас смысл:
- Если вы увеличиваете напряжение в цепи, при неизменном сопротивлении, вы получаете больше тока.
- Если вы увеличиваете сопротивление в цепи, в то время как напряжение остается тем же, вы получаете меньший ток.
Закон Ома — это способ описания взаимосвязи между напряжением, сопротивлением и током с использованием математики: V = R*I, где
- V — напряжение;
- I — ток;
- R — является символом сопротивления.
Вы видоизменить формулу и получить R = V / I или I = V / R. Пока у вас есть две переменные, вы можете вычислить последнюю.
Закон треугольника Ома
Вы можете использовать этот треугольник, чтобы запомнить закон Ома:
Рис. 2. Треугольник закона Ома
Рис. 2. Треугольник закона Ома
Как использовать это:
Используйте свою руку, чтобы покрыть переменную, которое вы хотите найти. Если оставшиеся буквы расположены друг над другом, это значит, разделить верхнюю с нижней. Если они рядом друг с другом, это значит, умножить одно на другое.
Пример: нужно найти напряжение
Рис. 3. Закрываем рукой напряжение
Рис. 3. Закрываем рукой напряжение
Закрываем V в треугольнике, затем смотрим на R и I. I и R рядом друг с другом (на одной горизонтальной линии), поэтому вам нужно их умножить. Это означает, что вы получите:
V = I * R
Все просто!
Пример: Нужно найти сопротивление
Рис. 4. Закрываем сопротивление
Рис. 4. Закрываем сопротивление
Положите руку на R. Затем вы увидите, что V над I. Это означает, что вы должны разделить V на I:
R = V / I
Пример: нужно найти силу тока
Рис. 5. Закрываем ток
Рис. 5. Закрываем ток
Поместите руку над I. Затем вы увидите V над R, что означает деление V на R:
I = V / R
Практические примеры использования закона Ома
Пример 1
Лучший способ научить его использовать на своем примере.
Ниже приведена очень простая схема с аккумулятором и резистором. Аккумулятор представляет собой источник напряжения на 12 вольт, а сопротивление резистора составляет 600 Ом. Сколько тока протекает по цепи?
Рис. 6. Пример 1
Рис. 6. Пример 1
Чтобы найти величину тока, вы можете использовать треугольник выше к формуле для тока: I = V / R. Теперь вы можете рассчитать ток, используя напряжение и сопротивление:
I = 12 В / 600 Ом
I = 0,02 А = 20 мА (миллиампер)
Таким образом, ток в цепи составляет 20 мА.
Пример 2
Давайте попробуем другой пример.
Ниже у нас есть схема с резистором и аккумулятором снова. Но на этот раз мы не знаем напряжение батареи. Вместо этого мы представляем, что мы измерили ток в цепи и обнаружили, что он составляет 3 мА (миллиампер).
Рис. 7. Пример 2
Рис. 7. Пример 2
Сопротивление резистора составляет 600 Ом. Какое напряжение батареи? Используя треугольник Ома (рис. 3) получаем:
V = RI
V = 600 Ом * 3 мА
V = 1,8 В
Поэтому напряжение аккумулятора должно быть 1,8 В.
Более подробное о законе Ома вы можете почитать в моей статье на сайте: https://www.asutpp.ru/zakon-oma-dlya-uchastka-cepi.html
Закон Ома для участка цепи простым языком для чайников
Вся прикладная электротехника базируется на одном догмате — это закон Ома для участка цепи. Без понимания принципа этого закона невозможно приступать к практике, поскольку это приводит к многочисленным ошибкам. Имеет смысл освежить эти знания, в статье мы напомним трактовку закона, составленного Омом, для однородного и неоднородного участка и полной цепи.
Диаграмма, упрощающая запоминание
Классическая формулировка
Этот простой вариант трактовки, известный нам со школы.
Однородный открытый участок электроцепи
Формула в интегральной форме будет иметь следующий вид:
Формула в интегральной форме
То есть, поднимая напряжение, мы тем самым увеличиваем ток. В то время, как увеличение такого параметра, как «R», ведет к снижению «I». Естественно, что на рисунке сопротивление цепи показано одним элементом, хотя это может быть последовательное, параллельное (вплоть до произвольного)соединение нескольких проводников.
В дифференциальной форме закон мы приводить не будем, поскольку в таком виде он применяется, как правило, только в физике.
Принятые единицы измерения
Необходимо учитывать, что все расчеты должны проводиться в следующих единицах измерения:
- напряжение – в вольтах;
- ток в амперах
- сопротивление в омах.
Если вам встречаются другие величины, то их необходимо будет перевести к общепринятым.
Формулировка для полной цепи
Трактовка для полной цепи будет несколько иной, чем для участка, поскольку в законе, составленном Омом, еще учитывает параметр «r», это сопротивление источника ЭДС. На рисунке ниже проиллюстрирована подобная схема.
Схема с подключенным с источником
Учитывая «r» ЭДС, формула предстанет в следующем виде:
Заметим, если «R» сделать равным 0, то появляется возможность рассчитать «I», возникающий во время короткого замыкания.
Напряжение будет меньше ЭДС, определить его можно по формуле:
Собственно, падение напряжения характеризуется параметром «I*r». Это свойство характерно многим гальваническим источникам питания.
Неоднородный участок цепи постоянного тока
Под таким типом подразумевается участок, где помимо электрического заряда производится воздействие других сил. Изображение такого участка показано на рисунке ниже.
Схема неоднородного участка
Формула для такого участка (обобщенный закон) будет иметь следующий вид:
Формула для неоднородного участка цепи
Переменный ток
Если в схема, подключенная к переменному току снабжена емкостью и/или индуктивностью (катушкой), расчет производится с учетом величин их реактивных сопротивлений. Упрощенный вид закона будет выглядеть следующим образом:
Где «Z» представляет собой импеданс, это комплексная величина, состоящая из активного (R) и пассивного (Х) сопротивлений.
Практическое использование
Видео: Закон Ома для участка цепи — практика расчета цепей.
Собственно, к любому участку цепи можно применить этот закон. Пример приведен на рисунке.
Применяем закон к любому участку цепи
Используя такой план, можно вычислить все необходимые характеристики для неразветвленного участка. Рассмотрим более детальные примеры.
Находим силу тока
Рассмотрим теперь более определенный пример, допустим, возникла необходимость узнать ток, протекающий через лампу накаливания. Условия:
- Напряжение – 220 В;
- R нити накала – 500 Ом.
Решение задачи будет выглядеть следующим образом: 220В/500Ом=0,44 А.
Рассмотрим еще одну задачу со следующими условиями:
В этом случае, в первую очередь, потребуется выполнить преобразование: 0,2 МОм = 200000 Ом,после чего можно приступать к решению: 400 В/200000 Ом=0,002 А (2 мА).
Вычисление напряжения
Для решения мы также воспользуемся законом, составленным Омом. Итак задача:
Преобразуем исходные данные:
- 20 кОм = 20000 Ом;
- 10 мА=0,01 А.
Решение: 20000 Ом х 0,01 А = 200 В.
Незабываем преобразовывать значения, поскольку довольно часто ток может быть указан в миллиамперах.
Сопротивление.
Несмотря на то, что общий вид способа для расчета параметра «R» напоминает нахождение значения «I», между этими вариантами существуют принципиальные различия. Если ток может меняться в зависимости от двух других параметров, то R (на практике) имеет постоянное значение. То есть по своей сути оно представляется в виде неизменной константы.
Если через два разных участка проходит одинаковый ток (I), в то время как приложенное напряжение (U) различается, то, опираясь на рассматриваемый нами закон, можно с уверенностью сказать, что там где низкое напряжение «R» будет наименьшим.
Рассмотрим случай когда разные токи и одинаковое напряжение на несвязанных между собой участках. Согласно закону, составленному Омом, большая сила тока будет характерна небольшому параметру «R».
Рассмотрим несколько примеров.
Допустим, имеется цепь, к которой подведено напряжение U=50 В, а потребляемый ток I=100 мА. Чтобы найти недостающий параметр, следует 50 В / 0,1 А (100 мА), в итоге решением будет – 500 Ом.
Вольтамперная характеристика позволяет наглядно продемонстрировать пропорциональную (линейную) зависимость закона. На рисунке ниже составлен график для участка с сопротивлением равным одному Ому (почти как математическое представление закона Ома).
Изображение вольт-амперной характеристики, где R=1 Ом
Изображение вольт-амперной характеристики
Вертикальная ось графика отображает ток I (A), горизонтальная – напряжение U(В). Сам график представлен в виде прямой линии, которая наглядно отображает зависимость от сопротивления, которое остается неизменным. Например, при 12 В и 12 А «R» будет равно одному Ому (12 В/12 А).
Обратите внимание, что на приведенной вольтамперной характеристике отображены только положительные значения. Это указывает, что цепь рассчитана на протекание тока в одном направлении. Там где допускается обратное направление, график будет продолжен на отрицательные значения.
Заметим, что оборудование, вольт-амперная характеристика которого отображена в виде прямой линии, именуется — линейным. Этот же термин используется для обозначения и других параметров.
Помимо линейного оборудования, есть различные приборы, параметр «R» которых может меняться в зависимости от силы тока или приложенного напряжения. В этом случая для расчета зависимости нельзя использовать закон Ома. Оборудование такого типа называется нелинейным, соответственно, его вольт-амперные характеристики не будут отображены в виде прямых линий.
Вывод
Как уже упоминалось в начале статьи, вся прикладная электротехника базируется на законе, составленном Омом. Незнание этого базового догмата может привести к неправильному расчету, который, в свою очередь, станет причиной аварии.
Подготовка электриков как специалистов начинается с изучения теоретических основ электротехники. И первое, что они должны запомнить – это закон составленный Омом, поскольку на его основе производятся практически все расчеты параметров электрических цепей различного назначения.
Понимание основного закона электротехники поможет лучше разбираться в работе электрооборудования и его основных компонентов. Это положительно отразится на техническом обслуживании в процессе эксплуатации.
Самостоятельная проверка, разработка, а также опытное изучение узлов оборудования – все это существенно упрощается, если использовать закон Ома для участка цепи. При этом не требуется проводить всех измерений, достаточно снять некоторые параметры и, проведя несложные расчеты, получить необходимые значения.
понятие, формула, объяснение. Как запомнить формулы закона Ома
Закон
Ома для участка цепи: сила
тока
I
на участке электрической цепи прямо
пропорциональна напряжению
U
на концах участка и обратно пропорциональна
его сопротивлению
R.
Формула
закона:
I
=.
Отсюда запишем формулыU
=
IR
и R
=
.
Рис.1.
Участок
цепи
Рис.2.
Полная
цепь
Закон
Ома для полной цепи: сила
тока
I
полной электрической цепи
равнаЭДС
(электродвижущей силе) источника тока
Е
,
деленной на полное сопротивление цепи
(R
+ r).
Полное
сопротивление цепи равно сумме
сопротивлений внешней цепи R
и внутреннего r
источника тока.Формула
закона I
=
.
На
рис. 1 и 2 приведены схемы электрических
цепей.
3. Последовательное и параллельное соединение проводников
Проводники
в электрических цепях могут соединяться
последовательно
и параллельно
.
Смешанное соединение сочетает оба эти
соединения.
Сопротивление,при
включении которого
вместо всех других проводников,
находящихся между двумя точками цепи,
ток и напряжение остаются неизменными,
называют
эквивалентным
сопротивлением
этих
проводников.
Последовательное соединение
Последовательным
называется соединение, при котором
каждый
проводник соединяется только с одним
предыдущим и одним последующим
проводниками.
Как
следует из первого правила
Кирхгофа
,
при последовательном
соединении проводников сила электрического
тока, протекающего по всем проводникам,
одинакова (на основании закона сохранения
заряда).
1.
При последовательном соединении
проводников
(рис. 1)
сила
тока во всех проводниках одинакова:
I
1
=
I
2
=
I
3
=
I
Рис.
1.Последовательное
соединение двух проводников.
2.
Согласно закону Ома, напряженияU
1
иU
2
на
проводниках равны U
1
=
IR
1
,
U
2
=
IR
2
,
U
3
=
IR
3
.
Напряжение
при последовательном соединении
проводников равно сумме напряжений на
отдельных участках (проводниках)
электрической цепи.
U
=
U
1
+
U
2
+
U
3
Позакону
Ома, напряжения U
1,
U
2
на
проводниках равныU
1
=
IR
1
,
U
2
=
IR
2
,
В
соответствии вторым правилом Кирхгофа
напряжение на всем участке:
U
=
U
1
+
U
2
=
IR
1
+
IR
2
=
I(R
1
+
R
2
)=
I·R.
Получаем:
R
=
R
1
+
R
2
Общее
напряжение
U
на проводниках равно сумме напряжений
U
1
,
U
2
,
U
3
равно:
U
=
U
1
+
U
2
+
U
3
=
I
·
(R
1
+
R
2
+
R
3
)
=
IR
где
R
ЭКВ
–
эквивалентное
сопротивление всей цепи. Отсюда: R
ЭКВ
=
R
1
+
R
2
+
R
3
При
последовательном соединении эквивалентное
сопротивление цепи равно сумме
сопротивлений отдельных участков цепи:
R
ЭКВ
=
R
1
+
R
2
+
R
3
+…
Этот
результат справедлив для
любого числа
последовательно соединенных проводников.
Из
закона Омаследует:
при равенстве сил тока при последовательном
соединении:
I
=
,
I
=
.
Отсюда
=
или
=,
т. е. напряжения на отдельных участках
цепи прямо пропорциональны сопротивлениям
участков.
При
последовательном соединении n
одинаковых
проводников общее напряжение равно
произведению напряжению одного U 1
на
их количество n
:
U
ПОСЛЕД
=
n
·
U
1
.
Аналогично
для сопротивлений:
R
ПОСЛЕД
=
n
·
R
1
При размыкании
цепи одного из последовательно
соединенных потребителей ток исчезает
во всей цепи, поэтому последовательное
соединение на практике не всегда удобно.
Закон Ома для участка цепи, безусловно, можно описать известной из школьного курса физики формулой: I=U/R
, но некоторые изменения и уточнения внести, думаю, стоит.
Возьмем замкнутую электрическую цепь (рисунок 1) и рассмотрим ее участок между точками 1-2. Для простоты я взял участок электрической цепи, не содержащий источников ЭДС (Е
).
Итак, закон Ома для рассматриваемого участка цепи имеет вид:
φ1-φ2=I*R
, где
- I
— ток, протекающий по участку цепи. - R
— сопротивление этого участка. - φ1-φ2
— разность потенциалов между точками 1-2.
Если учесть, что разность потенциалов это напряжение, то приходим к производной формулы закона Ома, которая приведена в начале страницы:
U=I*R
Это формула закона Ома для пассивного участка цепи (не содержащего источников электроэнергии).
В неразветвленной электрической цепи (рис.2) сила тока во всех участках одинакова, а напряжение на любом участке определяется его сопротивлением:
- U 1 =I*R 1
- U 2 =I*R 2
- Un=I*Rn
- U=I*(R 1 +R 2 +…+Rn
Отсюда можно получить формулы, которые пригодятся при практических вычислениях. Например:
U=U 1 +U 2 +…+Un
или U 1 /U 2 /…/Un=R 1 /R 2 /…/Rn
Расчет сложных (разветвленных) цепей осуществляется с помощью законов Кирхгофа .
ПРАВИЛО ЗНАКОВ ДЛЯ ЭДС
Перед тем как рассмотреть закон Ома для полной (замкнутой) цепи приведу правило знаков для ЭДС, которое гласит:
Если внутри источника ЭДС ток идет от катода (-) к аноду (+) (направление напряженности поля сторонних сил совпадает с направлением тока в цепи, то ЭДС такого источника считается положительной (рис.3.1). В противном случае — ЭДС считается отрицательной (рис.3.2).
Практическим применением этого правила является возможность приведения нескольких источников ЭДС в цепи к одному с величиной E=E 1 +E 2 +…+En
, естественно, с учетом знаков, определяемых по вышеприведенному правилу. Например (рис.3.3) E=E 1 +E 2 -E 3
.
При отсутствии встречно включенного источника E3 (на практике так почти никогда не бывает) имеем широко распространенное последовательное включение элементов питания, при котором их напряжения суммируются.
ЗАКОН ОМА ДЛЯ ПОЛНОЙ ЦЕПИ
Закон Ома для полной цепи — его еще можно назвать закон ома для замкнутой цепи, имеет вид I=E/(R+r)
.
Приведенная формула закона Ома содержит обозначение r
, которое еще не упоминалось. Это внутреннее сопротивление источника ЭДС. Оно достаточно мало, в большинстве случаев при практических расчетах им можно пренебречь (при условии, что R>>r — сопротивление цепи много больше внутреннего сопротивления источника). Однако, когда они соизмеримы, пренебрегать величиной r
нельзя.
Как вариант можно рассмотреть случай, при котором R=0
(короткое замыкание). Тогда приведенная формула закона Ома для полной цепи примет вид: I=E/r
, то есть величина внутреннего сопротивления будет определять ток короткого замыкания. Такая ситуация вполне может быть реальной.
Закон Ома рассмотрен здесь достоточно бегло, но приведенных формул достаточно для проведения большинства расчетов, примеры которых, по мере размещения других материалов я буду приводить.
© 2012-2019 г. Все права защищены.
Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов
Физический закон , определяющий связь (или электрического напряжения) с силой тока , протекающего в проводнике , и сопротивлением проводника. Установлен Георгом Омом в 1826 году и назван в его честь.
Закон Ома для переменного тока
Вышеприведённые соображения о свойствах электрической цепи при использовании источника (генератора) с переменной во времени ЭДС остаются справедливыми. Специальному рассмотрению подлежит лишь учёт специфических свойств потребителя, приводящих к разновремённости достижения напряжением и током своих максимальных значений, то есть учёта фазового сдвига .
Если ток является синусоидальным с циклической частотой
ω
{\displaystyle \omega }
, а цепь содержит не только активные, но и реактивные компоненты (ёмкости , индуктивности), то закон Ома обобщается; величины, входящие в него, становятся комплексными:
U
=
I
⋅
Z
{\displaystyle \mathbb {U} =\mathbb {I} \cdot Z}
- U = U
0 e
i
ωt
— напряжение или разность потенциалов, - I
— сила тока, - Z = Re
−i
δ
— комплексное сопротивление (электрический импеданс), - R
= √ R a
2 + R r
2— полное сопротивление,
- R r
= ωL
− 1/(ωC
)
— реактивное сопротивление (разность индуктивного и емкостного), - R а
— активное (омическое) сопротивление, не зависящее от частоты, - δ = − arctg (R r
/R a
)
— сдвиг фаз между напряжением и силой тока.{i(\omega t+\varphi)},}
что
Im
U
=
U
.
{\displaystyle \operatorname {Im} \mathbb {U} =U.}
Тогда все значения токов и напряжений в схеме надо считать как
F
=
Im
F
{\displaystyle F=\operatorname {Im} \mathbb {F} }Для электрика и электронщика одним из основных законов является Закон Ома. Каждый день работа ставит перед специалистом новые задачи, и зачастую нужно подобрать замену сгоревшему резистору или группе элементов. Электрику часто приходится менять кабеля, чтобы выбрать правильный нужно «прикинуть» ток в нагрузке, так приходится использовать простейшие физические законы и соотношения в повседневной жизни. Значение Закона Ома в электротехники колоссально, к слову большинство дипломных работ электротехнических специальностей рассчитываются на 70-90% по одной формуле.
Историческая справка
Год открытия Закон Ома — 1826 немецким ученым Георгом Омом. Он эмпирически определил и описал закон о соотношении силы тока, напряжения и типа проводника. Позже выяснилось, что третья составляющая – это не что иное, как сопротивление. Впоследствии этот закон назвали в честь открывателя, но законом дело не ограничилось, его фамилией и назвали физическую величину, как дань уважения его работам.
Величина, в которой измеряют сопротивление, названа в честь Георга Ома. Например, резисторы имеют две основные характеристики: мощность в ваттах и сопротивление – единица измерения в Омах, килоомах, мегаомах и т.д.
Закон Ома для участка цепи
Для описания электрической цепи не содержащего ЭДС можно использовать закон Ома для участка цепи. Это наиболее простая форма записи. Он выглядит так:
Где I – это ток, измеряется в Амперах, U – напряжение в вольтах, R – сопротивление в Омах.
Такая формула нам говорит, что ток прямопропорционален напряжению и обратнопропорционален сопротивлению – это точная формулировка Закона Ома. Физический смысл этой формулы – это описать зависимость тока через участок цепи при известном его сопротивлении и напряжении.
Внимание!
Эта формула справедлива для постоянного тока, для переменного тока она имеет небольшие отличия, к этому вернемся позже.Кроме соотношения электрических величин данная форма нам говорит о том, что график зависимости тока от напряжения в сопротивлении линеен и выполняется уравнение функции:
f(x) = ky или f(u) = IR или f(u)=(1/R)*I
Закон Ома для участка цепи применяют для расчетов сопротивления резистора на участке схемы или для определения тока через него при известном напряжении и сопротивлении. Например, у нас есть резистор R сопротивлением в 6 Ом, к его выводам приложено напряжение 12 В. Необходимо узнать, какой ток будет протекать через него. Рассчитаем:
I=12 В/6 Ом=2 А
Идеальный проводник не имеет сопротивления, однако из-за структуры молекул вещества, из которого он состоит, любое проводящее тело обладает сопротивлением. Например, это стало причиной перехода с алюминиевых проводов на медные в домашних электросетях. Удельное сопротивление меди (Ом на 1 метр длины) меньше чем алюминия. Соответственно медные провода меньше греются, выдерживают большие токи, значит можно использовать провод меньшего сечения.
Еще один пример — спирали нагревательных приборов и резисторов обладают большим удельным сопротивлением, т.к. изготавливаются из разных высокоомных металлов, типа нихрома, кантала и пр. Когда носители заряда движутся через проводник, они сталкиваются с частицами в кристаллической решетке, вследствие этого выделяется энергия в виде тепла и проводник нагревается. Чем больше ток – тем больше столкновений – тем больше нагрев.
Чтобы снизить нагрев проводник нужно либо укоротить, либо увеличить его толщину (площадь поперечного сечения). Эту информацию можно записать в виде формулы:
R провод =ρ(L/S)
Где ρ – удельное сопротивление в Ом*мм 2 /м, L – длина в м, S – площадь поперечного сечения.
Закон Ома для параллельной и последовательной цепи
В зависимости от типа соединения наблюдается разный характер протекания тока и распределения напряжений. Для участка цепи последовательного соединения элементов напряжение, ток и сопротивление находятся по формуле:
Это значит, что в цепи из произвольного количества последовательно соединенных элементов протекает один и тот же ток. При этом напряжение, приложенное ко всем элементам (сумма падений напряжения), равно выходному напряжению источника питания. К каждому элементу в отдельности приложена своя величина напряжений и зависит от силы тока и сопротивления конкретного:
U эл =I*R элемента
Сопротивление участка цепи для параллельно соединённых элементов рассчитывается по формуле:
1/R=1/R1+1/R2
Для смешанного соединения нужно приводить цепь к эквивалентному виду. Например, если один резистор соединен с двумя параллельно соединенными резисторами – то сперва посчитайте сопротивление параллельно соединенных. Вы получите общее сопротивление двух резисторов и вам остаётся сложить его с третьим, который с ними соединен последовательно.
Закон Ома для полной цепи
Полная цепь предполагает наличие источника питания. Идеальный источник питания – это прибор, который имеет единственную характеристику:
- напряжение, если это источник ЭДС;
- силу тока, если это источник тока;
Такой источник питания способен выдать любую мощность при неизменных выходных параметрах. В реальном же источнике питания есть еще и такие параметры как мощность и внутреннее сопротивление. По сути, внутреннее сопротивление – это мнимый резистор, установленный последовательно с источником ЭДС.
Формула Закона Ома для полной цепи выглядит похоже, но добавляется внутренне сопротивление ИП. Для полной цепи записывается формулой:
I=ε/(R+r)
Где ε – ЭДС в Вольтах, R – сопротивление нагрузки, r – внутреннее сопротивление источника питания.
На практике внутреннее сопротивление является долями Ома, а для гальванических источников оно существенно возрастает. Вы это наблюдали, когда на двух батарейках (новой и севшей) одинаковое напряжение, но одна выдает нужный ток и работает исправно, а вторая не работает, т.к. проседает при малейшей нагрузке.
Закон Ома в дифференциальной и интегральной форме
Для однородного участка цепи приведенные выше формулы справедливы, для неоднородного проводника необходимо его разбить на максимально короткие отрезки, чтобы изменения его размеров были минимизированы в пределах этого отрезка. Это называется Закон Ома в дифференциальной форме.
Иначе говоря: плотность тока прямо пропорциональной напряжённости и удельной проводимости для бесконечно малого участка проводника.
В интегральной форме:
Закон Ома для переменного тока
При расчете цепей переменного тока вместо понятия сопротивления вводят понятие «импеданс». Импеданс обозначают буквой Z, в него входит активное сопротивление нагрузки R a и реактивное сопротивление X (или R r). Это связано с формой синусоидального тока (и токов любых других форм) и параметрами индуктивных элементов, а также законов коммутации:
- Ток в цепи с индуктивностью не может измениться мгновенно.
- Напряжение в цепи с ёмкостью не может измениться мгновенно.
Таким образом, ток начинает отставать или опережать напряжение, и полная мощность разделяется на активную и реактивную.
X L и X C – это реактивные составляющие нагрузки.
В связи с этим вводится величина cosФ:
Здесь – Q – реактивная мощность, обусловленная переменным током и индуктивно-емкостными составляющими, P – активная мощность (выделяется на активных составляющих), S – полная мощность, cosФ – коэффициент мощности.
Возможно, вы заметили, что формула и её представление пересекается с теоремой Пифагора. Это действительно так и угол Ф зависит от того, насколько велика реактивная составляющая нагрузки – чем её больше, тем он больше. На практике это приводит к тому, что реально протекающий в сети ток больше чем тот, что учитывается бытовым счетчиком, предприятия же платят за полную мощность.
При этом сопротивление представляют в комплексной форме:
Здесь j – это мнимая единица, что характерно для комплексного вида уравнений. Реже обозначается как i, но в электротехнике также обозначается и действующее значение переменного тока, поэтому, чтобы не путаться, лучше использовать j.
Мнимая единица равняется √-1. Логично, что нет такого числа при возведении в квадрат, которого может получиться отрицательный результат «-1».
Как запомнить закон Ома
Чтобы запомнить Закон Ома – можно заучить формулировку простыми словами типа:
Чем больше напряжение – тем больше ток, чем больше сопротивление – тем меньше ток.
Или воспользоваться мнемоническими картинками и правилами. Первая это представление закона Ома в виде пирамиды – кратко и понятно.
Мнемоническое правило – это упрощенный вид какого-либо понятия, для простого и легкого его понимания и изучения. Может быть либо в словесной форме, либо в графической. Чтобы правильно найти нужную формулу – закройте пальцем искомую величину и получите ответ в виде произведения или частного. Вот как это работает:
Вторая – это карикатурное представление. Здесь показано: чем больше старается Ом, тем труднее проходит Ампер, а чем больше Вольт – тем легче проходит Ампер.
Закон Ома – один из основополагающих в электротехнике, без его знания невозможна бОльшая часть расчетов. И в повседневной работе часто приходится переводить или по сопротивлению определять ток. Совершенно не обязательно понимать его вывод и происхождение всех величин – но конечные формулы обязательны к освоению. В заключении хочется отметить, что есть старая шуточная пословица у электриков: «Не знаешь Ома – сиди дома».
И если в каждой шутке есть доля правды, то здесь эта доля правды – 100%. Изучайте теоретические основы, если хотите стать профессионалом на практике, а в этом вам помогут другие статьи из нашего сайта.Нравится(0
)
Не нравится(0
)для участка цепи, для полной цепи +ВИДЕО
Чтобы хоть немного разбираться в электрике, необходимо знать основополагающие законы. Один из них — закон Ома. С него начинают изучение электрики и не зря. Он иллюстрирует зависимость параметров электрической цепи друг от друга.
Содержание статьи
Как звучит закон Ома для участка цепи
Есть говорить об официальной формулировке, то закон Ома можно озвучить так:
Сила тока имеет прямую зависимость от напряжения и обратную от сопротивления. Это высказывание справедливо для участка цепи с каким-то определенным и стабильным сопротивлением.
Формула этой зависимости на рисунке. Тут I — это сила тока, U — напряжение, R — сопротивление.
Формула закона Ома
- Чем больше напряжение, тем больше ток.
- Чем больше сопротивление, тем ток меньше.
Не так легко представить себе смысл этого выражения. Ведь электричество нельзя увидеть. Мы только приблизительно знаем что это такое. Попытаемся уяснить себе смысл этого закона при помощи аналогий.
Разбираемся что такое ток и сопротивление
Начнем с понятия электрического тока. Если говорить коротко, электрический ток применительно к металлам — это направленное движение электронов — отрицательно заряженных частиц. Их обычно представляют в виде небольших кружочков. В спокойном состоянии они передвигаются хаотически, постоянно меняя свое направление. При определенных условиях — возникновении разницы потенциалов — эти частицы начинают определенное движение в какую-то сторону. Вот это движение и есть электрический ток.
Чтобы было понятнее, можно сравнить электроны с водой, разлитой на какой-то плоскости. Пока плоскость неподвижна, вода не движется. Но, как только появился наклон (возникла разница потенциалов), вода пришла в движение. С электронами примерно так же.
Примерно так можно себе представить электрический ток
Теперь надо понять, что такое сопротивление и почему с силой тока у них обратная связь: чем выше сопротивление, тем меньше ток. Как известно, электроны движутся по проводнику. Обычно это металлические провода, так как металлы обладают хорошей способностью проводить электрический ток. Мы знаем, что металл имеет плотную кристаллическую решетку: много частиц, которые расположены близко и связаны между собой. Электроны, пробираясь между атомами металла, на них наталкиваются, что затрудняет их движение. Это помогает проиллюстрировать сопротивление, которое оказывает проводник. Вот теперь становится понятным, почему, чем выше сопротивление, тем меньше сила тока — чем больше частиц, тем электронам сложнее преодолевать путь, делают они это медленнее. С этим, вроде, разобрались.
Если у вас есть желание проверить эту зависимость опытным путем, найдите переменный резистор, соедините последовательно резистор — амперметр — источник тока (батарейка). Еще желательно в цепь вставить выключатель — обычный тумблер.
Цепь для проверки зависимости силы тока от сопротивления
Крутя ручку резистора вы изменяете сопротивление. При этом показания на амперметре, который измеряет силу тока, тоже меняются. Причем чем больше сопротивление, тем меньше отклоняется стрелка — меньше ток. Чем сопротивление меньше — тем сильнее отклоняется стрелка — ток больше.
Вместо стрелочного прибора можно использовать цифровой мультиметр в режиме измерения постоянного тока. В этом случае отслеживаются показания на жидкокристаллическом цифровом табло.
Зависимость тока от сопротивления почти линейная, то есть на графике отражается почти прямой линией. Почему почти — об этом надо говорить отдельно, но это другая история.
Говорим о напряжении
Не менее важно понять что такое напряжение. Давайте сразу начнем с аналогии и снова используем воду. Пусть в воронке находится вода. Она просачивается через узкое горлышко, которое создает сопротивление. Если представить, что на воду уложили груз, движение воды ускорится. Этот груз — и есть напряжение. И теперь тоже понятно, почему чем выше напряжение, тем сильнее ток — чем сильнее давление, тем быстрее будет двигаться вода. То есть, зависимость прямая: больше напряжение — больше ток. И именно это положение отражает закон Ома — «давление» стоит в числителе (в верхней части дроби).
Можно попробовать представить напряжение по-другому. Есть все те же электроны, которые скопились на одном краю источника питания. На втором краю их мало. Так как каждый из электронов имеет какой-то заряд, там, где их много, суммарный заряд больше, где мало — меньше. Разница между зарядами и есть напряжение. Это тоже несложно представить. С точки зрения электричества — это более корректное представление, хоть и не точное.
На тему закона Ома есть немало забавных картинок, позволяющих чуть лучше понять все эти явления. Одна из них перед вами и иллюстрирует, как ток зависит от напряжения и сопротивления. Смотрите что получается: сопротивление старается уменьшить ток (обратная зависимость), а с ростом напряжения он увеличивается (прямая зависимость). Это и есть закон Ома, но переданный простыми словами.
Благодаря картинке просто понять зависимость тока от напряжения и сопротивления
Если вы хотите убедиться и в этой зависимости, тоже надо создать простенькую цепь. Но нужен будет либо регулируемый источник питания, либо несколько батареек, которые выдают разное напряжение. Или можно последовательно включать несколько батареек — тоже вариант. Но менять/подпаивать батарейки надо при разорванной цепи (выключенном тумблере).
В этой схеме используются два измерительных прибора: амперметр включается последовательно с нагрузкой (резистор на схеме ниже), вольтметр параллельно нагрузке.
Схема для иллюстрации закона Ома
Так как другие параметры цепи остаются в норме, при увеличении напряжения мы увидим увеличение силы тока. Чем больше напряжение подаем, тем больше отклоняются стрелки вольтметра и амперметра. Если задаться целью построить график, он будет в виде прямой. Если поставить другое сопротивление, график также будет в виде прямой, но угол наклона ее изменится.
Что изменится для полной цепи
В ситуации выше рассмотрен только некоторый участок цепи, обладающий каким-то фиксированным сопротивлением. Мы предполагаем, что при определенных условиях электроны начнут движение. Причина этого движения — тот самый груз на картинке. В реальных условиях это — источник тока. Это может быть батарейка, генератор постоянного тока, подключенный шнур блока питания и т.д. При подключении источника питания к проводнику в нем начинает протекать ток. Это мы тоже знаем и наблюдаем, когда включаем лампу в сеть, ставим заряжаться мобильный телефон и т.д.
Полная цепь включает в себя источник питания
Участок цепи имеет какое-то сопротивление. Это понятно. Но источник питания тоже имеет сопротивление. Его обычно обозначают маленько буквой r. Так как ток бежит по кругу, ему приходится преодолевать сопротивление провода и сопротивление источника тока. Вот это суммарное сопротивление цепи и источника питания — называют импеданс. Говорят еще что это комплексное сопротивление. В формуле Ома для полной цепи его отображают при помощи суммы. В знаменателе стоит сумма сопротивлений цепи и внутреннего сопротивления источника тока (R + r).
Всем, наверное, понятно, что именно источник тока создает нужные условия для движения электронов. Все благодаря тому, что он обладает ЭДС — электродвижущей силой. Эта величина обозначается обычно E. Чем больше эта сила, тем больше ток. Это тоже, вроде, понятно. Поэтому обозначение ЭДС — латинскую букву E — ставят в числитель. Таким образом, формулировка закона Ома для полной цепи звучит так:
Сила тока прямо пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональна сумме сопротивлений цепи и внутреннего сопротивления источника тока.
Вроде не слишком сложно, но можно попробовать еще проще:
- Чем выше ЭДС источника тока, тем больше ток.
- Чем больше суммарное сопротивление, тем ток меньше.
Как найти сопротивление, напряжение
Зная формулу закона Ома для участка цепи, мы можем рассчитать напряжение и сопротивление. Напряжение находится как произведение силы тока и сопротивления.
Формула напряжения и сопротивления по закону Ома
Сопротивление можно найти, разделив напряжение на ток. Все действительно несложно. Если мы знаем, что к участку цепи было проложено определенное напряжение и знаем какой при этом был ток, мы можем рассчитать сопротивление. Для этого напряжение делим на ток. Получаем как раз величину сопротивления этого куска цепи.
С другой стороны, если мы знаем сопротивление и силу тока, которая должна быть, мы сможем рассчитать напряжение. Надо всего лишь перемножить силу тока и сопротивление. Это даст напряжение, которое необходимо подать на этот участок цепи чтобы получить требуемый ток.
Параллельное и последовательное соединение
В электрике элементы соединяются либо последовательно — один за другим, либо параллельно — это когда к одной точке подключены несколько входов, к другой — выходы от тех же элементов.
Закон Ома для параллельного и последовательного соединения
Последовательное соединение
Как работает закон Ома для этих случаев? При последовательном соединении сила тока, протекающая через цепочку элементов, будет одинаковой. Напряжение участка цепи с последовательно подключенными элементами считается как сумма напряжений на каждом участке. Как можно это объяснить? Протекание тока через элемент — это перенос части заряда с одной его части в другую. То есть, это определенная работа. Величина этой работы и есть напряжение. Это физический смысл напряжения. Если с этим понятно, двигаемся дальше.
Последовательное соединение и параметры этого участка цепи
При последовательном соединении приходится переносить заряд по очереди через каждый элемент. И на каждом элементе это определенный «объем» работы. А чтобы найти объем работы на всем участке цепи, надо работу на каждом элементе сложить. Вот и получается, что общее напряжение — это сумма напряжений на каждом из элементов.
Точно так же — при помощи сложения — находится и общее сопротивление участка цепи. Как можно это себе представить? Ток, протекая по цепочке элементов, последовательно преодолевает все сопротивления. Одно за другим. То есть чтобы найти сопротивление, которое он преодолел, надо сопротивления сложить. Примерно так. Математический вывод более сложен, а так понять механизм действия этого закона проще.
Параллельное соединение
Параллельное соединение — это когда начала проводников/элементов сходятся в одной точке, а в другой — соединены их концы. Постараемся объяснить законы, которые справедливы для соединений этого типа. Начнем с тока. Ток какой-то величины подается в точку соединения элементов. Он разделяется, протекая по всем проводникам. Отсюда делаем вывод, что общий ток на участке равен сумме тока на каждом из элементов: I = I1 + I2 + I3.
Теперь относительно напряжения. Если напряжение — это работа по перемещению заряда, тоо работа, которая необходима на перемещение одного заряда будет одинакова на любом элементе. То есть, напряжение на каждом параллельно подключенном элементе будет одинаковым. U = U1=U2=U3. Не так весело и наглядно, как в случае с объяснением закона Ома для участка цепи, но понять можно.
Законы для параллельного соединения
Для сопротивления все несколько сложнее. Давайте введем понятие проводимости. Это характеристика, которая показывает насколько легко или сложно заряду проходить по этому проводнику. Понятно, что чем меньше сопротивление, тем проще току будет проходить. Поэтому проводимость — G — вычисляется как величина обратная сопротивлению. В формуле это выглядит так: G = 1/R.
Для чего мы говорили о проводимости? Потому что общая проводимость участка с параллельным соединением элементов равна сумме проводимости для каждого из участков. G = G1 + G2 + G3 — понять несложно. Насколько легко току будет преодолеть этот узел из параллельных элементов, зависит от проводимости каждого из элементов. Вот и получается, что их надо складывать.
Теперь можем перейти к сопротивлению. Так как проводимость — обратная к сопротивлению величина, можем получить следующую формулу: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3.
Что нам дает параллельное и последовательное соединение?
Теоретические знания — это хорошо, но как их применить на практике? Параллельно и последовательно могут соединяться элементы любого типа. Но мы рассматривали только простейшие формулы, описывающие линейные элементы. Линейные элементы — это сопротивления, которые еще называют «резисторы». Итак, вот как можно использовать полученные знания:
- Если в наличии нет резистора большого номинала, но есть несколько более «мелких», нужное сопротивление можно получить соединив последовательно несколько резисторов. Как видите, это полезный прием.
- Для продления срока жизни батареек, их можно соединять параллельно. Напряжение при этом, согласно закону Ома, останется прежним (можно убедиться, измерив напряжение мультиметром). А «срок жизни» сдвоенного элемента питания будет значительно больше, нежели у двух элементов, которые сменят друг друга. Только обратите внимание: параллельно соединять можно только источники питания с одинаковым потенциалом. То есть, севшую и новую батарейки соединять нельзя. Если все-таки соединить, та батарейка которая имеет больший заряд, будет стремиться зарядить менее заряженную. В результате общий их заряд упадет до низкого значения.
Практическое применение закона Ома: можно создавать источники питания с нужным напряжением и силой тока
В общем, это наиболее распространенные варианты использования этих соединений.
Закон Ома для участка цепи
Пожалуй, закон Ома для участка цепи является основой электротехники и электроники.
Любое Пособие по физике для поступающих в вузы
описывает Закон Ома и любой инженер должен его знать. Этот закон настолько прост, что его, по идее,
должен знать и понимать каждый школьник. Однако я встречал людей с высшим техническим
образованием, которые не знали как рассчитать простейшую электрическую цепь из
двух резисторов. И это не шутка. Именно поэтому я решил написать небольшую статью,
посвящённую Закону Ома для участка цепи. Постараюсь сделать это понятными словами.Закон Ома для участка цепи определяет зависимость между силой тока в проводнике и
напряжением (разностью потенциалов) между двумя точками этого проводника. Эти точки
ещё называют сечениями. Почему? Проводник, каким бы он ни был (круглым, квадратным
или любой другой формы) можно мысленно рассечь (см. рис. 1). Это и будет сечение.
А ещё есть понятие площадь поперечного сечения (обычно, когда говорят «сечение» по отношению
к проводнику, то как раз и подразумевают площадь поперечного сечения, но это уже другая тема).Рис. 1. Сечение проводника.
В 1826 г. немецким учёным Георгом Омом (1787-1854) было замечено, что отношение разности
потенциалов (напряжения) на концах металлического проводника к силе тока является величиной
постоянной, то есть:U/I = R = const
Эта величина зависит от геометрических свойств проводника (то есть от его размеров,
в частности, от площади поперечного сечения), а также от его электрических свойств
и температуры. Эта величина называется омическим (активным) сопротивлением,
или просто сопротивлением.Определение закона Ома для участка цепи следующее
Сила тока прямо пропорциональна разности потенциалов (напряжению) на концах участка
цепи и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка:I = U/R
- Где
- U – напряжение на данном участке цепи
- R – сопротивление данного участка цепи
Сопротивление проводника – это основная электрическая характеристика проводника.
Эта характеристика определяет упорядоченное перемещение носителей тока в этом проводнике
(или на участке цепи).Единица измерения омического сопротивления в СИ – ом (Ом). Проводник имеет сопротивление
1 Ом, если при силе тока в этом проводнике 1 А разность потенциалов (напряжение)
на его концах равна 1 В, то есть1 Ом = 1 В / 1 А
Иными словами, если взять проводник, по которому течёт ток силой 1 А,
отмерить отрезок этого проводника таким образом, чтобы напряжение на концах
этого отрезка было равно 1 В, то сопротивление этого отрезка будет 1 Ом (рис. 2).Рис. 2. Сопротивление проводника.
Как говаривал один известный товарищ – теория без практики мертва. Надеюсь, что всё прочитанное выше вы поняли. Но остался один вопрос – зачем это надо? Где можно применить полученные знания на практике?
Приведу два простых примера, которые, однако, используются очень часто в электронике.Делитель напряжения
Довольно часто приходится сталкиваться с необходимостью понизить напряжение,
например, с 12 до 3 вольт. Сделать это можно с помощью двух резисторов (см. рис. 3).
Если вы не знаете, что такое резисторы, то советую ознакомиться со статьёй
РЕЗИСТОРЫ.
Ну а если знаете, то дальше можете прочитать о том, как это сделать.Задача, в общем-то, не сложная. Требуется подобрать два резистора таким образом,
чтобы падение напряжения на одном из них составляло 3 вольта, а на втором – (12 – 3) = 9
вольт (для нашего примера). Кроме того, необходимо знать ток, который должен
протекать в цепи. Допустим, что в нашем случае ток должен быть равен 50 мА (0,05 А).
Тогда, используя закон Ома для участка цепи, вычислим полное сопротивление цепи,
то есть общее сопротивление резисторов R1 и R2:R = U/I = 12 В / 0,05 А = 240 Ом
Напомню, что все единицы измерения должны соответствовать принятым в СИ,
то есть напряжение измеряется в ВОЛЬТАХ, ток – в АМПЕРАХ, а сопротивление – в ОМАХ.Поскольку на любом участке цепи из последовательно включенных элементов ток одинаков, то вычислить сопротивление резисторов
R2 и R1 не составит труда:R1 = U1 / I = 9 / 0,05 = 180 Ом R2 = U2 / I = 3 / 0,05 = 60 Ом
Ну вот и всё. Задача решена. Однако использовать такой делитель нужно с умом.
Ведь любая нагрузка имеет своё сопротивление, которое называется входным сопротивлением.
Это значит, что, подключив нагрузку к выходу делителя, мы тем самым уменьшим сопротивление
цепи, а это, в свою очередь, увеличит ток в цепи и падение напряжения на резисторе R1
увеличится, а на нагрузке, соответственно, уменьшится. Что из этого следует? А следует
из этого тот печальный факт, что сколь-нибудь мощную нагрузку подключать к выходу
делителя нецелесообразно. Поэтому такие делители используются в основном, в электронных схемах,
где протекают относительно небольшие токи.Если интересно, то вы можете немного поэкспериментировать с делителем напряжения при
помощи представленного ниже флэш-ролика (рис. 3). Для изменения входного напряжения и сопротивления
резисторов воспользуйтесь соответственными «ползунками» или непосредственно введите
данные в поля жёлтого цвета. Если флэш-ролик не отображается или не работает, то вам
придётся настроить (или заменить) ваш браузер и/или установить (обновить) флэш-плеер.Рис. 3. Делитель напряжения.
Как зажечь (но не сжечь) светодиод?
Светодиоды в наше время применяются очень широко – от простых устройств индикации
до автомобильных фонарей и светофоров. Возможно, у вас возникала мысль поменять
лампочки в автомобиле на светодиоды. Как бывалый автомобилист я вам этого делать
не советую – возни много, а смысла мало. А вот как электронщик – помогу разобраться
в премудростях включения светодиодов в электрическую цепь. Дело это несложное,
но многие просто понятия не имеют, что и здесь нужно всё делать «по науке».
А потом говорят, что светодиоды – вещь ненадёжная, хотя, как правило, выходят
из строя светодиоды при правильной эксплуатации очень и очень редко. А вот при
неправильной – ещё как. При желании сжечь светодиод можно моментально.Надо сказать, что сейчас в магазинах довольно много разных «мигающих» и прочих
светодиодов, которые на самом деле являются электронными устройствами,
встроенными в корпус светодиодов. Такие устройства можно подключать непосредственно
к источнику питания, без гасящего резистора. Однако мы здесь будем говорить об
обычных светодиодах.Схема включения светодиода показана на рис. 4. При включении светодиода в цепь
постоянного тока необходимо соблюдать полярность (см. документацию на светодиод).Итак, главное, что нам нужно знать:
- Максимальное напряжение
- Максимально допустимый ток светодиода
Максимально допустимый ток светодиода – это ток, при котором гарантируется долговременная
работа светодиода без выхода его из строя. Не надо путать с кратковременным максимальным
током. Эти данные берутся из справочных материалов. Но обычно ток светодиода составляет 10…20 мА.Итак, допустим, что мы зачем-то хотим установить светодиод на автомобиль. Напряжение
бортовой сети автомобиля при исправном оборудовании не может превышать 15 В. На это
напряжение и будем рассчитывать. Допустим, что максимальный ток нашего светодиода
составляет 20 мА (0,02 А). Далее нам необходимо учесть тот факт, что на любом
полупроводнике (коим является и светодиод) падает какое-то напряжение. Для светодиодов
это обычно 1,5…2 В. Примем его для нашего случая равным 2 В.Поскольку резистор и светодиод будут подключены последовательно, то максимально
возможное напряжение на резисторе для нашего примера будетU1 = U – Ud = 15 – 2 = 13
- Где
- U1 – напряжение на гасящем резисторе R1
- U – входное напряжение
- Ud – напряжение, падающее на светодиоде
- U – входное напряжение
Теперь остаётся рассчитать резистор таким образом, чтобы через него протекал ток
20 мА при напряжении 13 В. Делаем это с помощью известного нам закона Ома для участка цепи:R = U1 / I = 13 / 0,02 = 650 Ом
Ну вот и всё. Задача решена – для включения светодиода с заданными характеристиками
нам потребуется резистор сопротивлением 650 Ом. Однако сопротивление – это не единственный
параметр резистора. Резистор ещё должен иметь подходящую мощность. Кроме того, промышленностью
не выпускаются резисторы сопротивлением 650 Ом (точнее, выпускаются, но для особых случаев).
Но это уже другая история. Хотите знать больше?
Читайте статью РЕЗИСТОРЫ.Ну и кроме того предоставлю вам возможность закрепить полученный материал с помощью флэш-ролика
(рис. 4).Рис. 4. Подключение светодиода.
См. также:
Закон Ома для полной (замкнутой) цепи
Закон Ома для полной цепи определяет значение тока в реальной цепи, который зависит не только от сопротивления нагрузки, но и от сопротивления самого источника тока. Другое название этого закона — закон Ома для замкнутой цепи. Рассмотрим смысл закона Ома для полной цепи более подробно.
Потребители электрического тока (например, электрические лампы) вместе с источником тока образуют замкнутую электрическую цепь. На рисунке 1 показана замкнутая электрическая цепь, состоящая из автомобильного аккумулятора и лампочки.
Рисунок 1. Замкнутая цепь, поясняющея закон Ома для полной цепи.
Ток, проходящий через лампочку, проходит также и через источник тока. Следовательно, проходя по цепи, ток кроме сопротивления проводника встретит еще и то сопротивление, которое ему будет оказывать сам источник тока (сопротивление электролита между пластинами и сопротивление пограничных слоев электролита и пластин). Следовательно, общее сопротивление замкнутой цепи будет складываться из сопротивления лампочки и сопротивления источника тока.
Сопротивление нагрузки, присоединенной к источнику тока, принято называть внешним сопротивлением, а сопротивление самого источника тока — внутренним сопротивлением. Внутреннее сопротивление обозначается буквой r.
Если по цепи, изображенной на рисунке 1, протекает ток I, то для поддержания этого тока во внешней цепи согласно закону Ома между ее концами должна существовать разность потенциалов, равная I*R. Но этот же ток I протекает и по внутренней цепи. Следовательно, для поддержания тока во внутренней цепи, также необходимо существование разности потенциалов между концами сопротивления r. Эта разность потенциалов па закону Ома должна быть равна I*r.
Поэтому для поддержания тока в цепи электродвижущая сила (ЭДС) аккумулятора должна иметь величину:
E=I*r+I*R
Эта формула показывает, что электродвижущая сила в цепи равна сумме внешнего и внутреннего падений напряжения. Вынося I за скобки, получим:
E=I(r+R)
или
I=E/(r+R)
Две последние формулы выражают закона Ома для полной цепи.
Закон Ома для полной замкнутой цепи формулируется так: сила тока в замкнутой цепи прямо пропорциональна ЭДС в цепи и обратно пропорциональна общему сопротивлению цепи.
Под общим сопротивлением подразумевается сумма внешнего и внутреннего сопротивлений.
ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!
Похожие материалы:
Добавить комментарий
Закон
Ом для чайников: 5 шагов
Электричество — это движение электронов . Вот и все. Достаточно просто, правда?
Не вдаваясь в подробности, все во Вселенной состоит из атомов. В основе атома — протоны и нейтроны, а в облаке вокруг них — электроны!
Вот в чем дело. Электроны не любят друг друга . Электроны имеют отрицательный заряд, и когда вы их соединяете, они имеют тенденцию отталкивать друг друга!
Но электроны любят протоны! Протоны имеют положительный заряд, но не могут двигаться так же легко, как электроны.Итак, если вы соедините электрон и протон, электрон будет двигаться к протону! Электричество!
Помните старую поговорку? Противоположности притягиваются?
Итак, разобравшись с этим, теперь мы можем перейти к строительным блокам электричества (очень упрощенно для нашего урока)
- Напряжение: дисбаланс заряда между двумя точками
- Ток: количество электронов, проходящих мимо точка
- Сопротивление: сопротивление потоку электронов
- Мощность: преобразование электрической энергии в другую форму
И как мы их измеряем
- Напряжение: измеряется в вольтах (В)
- Ток: измеряется в амперах (A )
- Сопротивление: измеряется в омах (Ом)
- Мощность: измеряется в ваттах (Вт)
И их символы
- Напряжение: задается символ (E или V) для электродвижущей силы или вольт
- Ток: задан символ (I) для интенсивности потока
- Сопротивление: с учетом символа (R) для сопротивления
- Мощность: с учетом символа (P) для мощности
Имейте в виду, что это просто и вводно, и вы Вы можете гораздо глубже объяснить и дать определение этих терминов, но почему бы просто не сделать это простым?
Итак, как они работают вместе?
Мой любимый способ объяснить это — представить электричество в виде резервуара с водой, проходящего через шланг.Сила давления на воду или давление Напряжение . Из-за этого давления вода будет течь, количество проточной воды составляет ампер. Но в одном месте шланга есть перегиб! Здесь может протекать меньше воды, вызывая сопротивление . А теперь представьте, что вы распыляете воду на водяное колесо, заставляя его вращаться, Power!
Теперь, когда вы знаете терминологию, мы можем перейти к математическим соотношениям
Закон Вейпинга и Ома: руководство для чайников
Последнее обновление 14 января 2020 г.
Если вы некоторое время занимались вейпингом, скорее всего, вы столкнулись с принципом закона Ома.
Если вы вейпер, это одно из лучших знаний, которые вы можете получить, тем более, если вы увлекаетесь субомингом.
Этот принцип ориентирует вас на причину и следствие, а также на прямое использование и ограничения того, что и как вы вейпируете, и как оставаться в безопасности при этом.
Что такое закон Ома?
Закон Ома был открыт в XIX веке немецким физиком по имени Джордж Саймон Ом, в честь которого и назван этот принцип.
В нем говорится, что электрический ток (I), протекающий по проводнику, пропорционален напряжению (V), а также обратно пропорционален сопротивлению (R).
Таким образом, если есть увеличение напряжения, ток будет пропорционально увеличиваться до тех пор, пока сопротивление в цепи не изменится.
Как закон Ома соотносится с вейпингом
В вейпинге закон Ома смещает фокус на сопротивление катушек и ток, проходящий через них.
По сути, это количество энергии, необходимое для питания вашей постоянной (также известной как сопротивление) от батареи.
Не все катушки созданы равными и будут иметь разное сопротивление, которое поможет вам определить, насколько изменится ваша непостоянная величина.
Таким образом, вы можете использовать закон Ома для расчета мощности, которую будет выдавать ваше вейп-устройство, на основе напряжения батареи и сопротивления распылителя / катушки.
Если все это звучит немного странно, вам не нужно беспокоиться о законе Ома, если вы используете регулируемое вейп-устройство (как и большинство устройств на рынке), поскольку устройство решает это за вас.
Тем не менее, знание закона Ома и безопасности использования батарей пригодится при использовании нерегулируемого устройства, такого как механический мод.
Высокое и низкое сопротивление
Вообще говоря, катушки, распылители и сборки с более высоким сопротивлением требуют меньше энергии.
Например, если ваша катушка имеет сопротивление 2,1 Ом (конструкция выше Ом), вам потребуется всего около 6-12 Вт для ее питания. С другой стороны, устройству с более низким сопротивлением и катушкой менее 1,0 Ом (также известной как катушка субом) может потребоваться немного больше мощности, скажем, 18-25 Вт.
Поскольку проводимость (и долговечность) материалов катушки различается с точки зрения энергии, проходящей через нее, из-за различных материалов катушки может потребоваться использование другой мощности.
Закон Ома для регулируемых модов
Регулируемые испарители или модификаторы — это устройства, которые имеют встроенную защиту для вашего источника питания. Они также имеют такие вещи, как индикатор заряда батареи, отображение напряжения и мощности, считыватель сопротивления и т. Д.
Эти устройства упрощают сборку катушек, и у многих компаний есть модели, которые уже включают бак или RDA.
Если у вас есть устройство с одной батареей 18650, многие из этих сборок могут легко работать с мощностью от 85 до 100 Вт.
Если вы опускаетесь ниже рекомендуемого уровня катушки (обычно около 0,25 или 0,1 Ом), скорее всего, ваше устройство не сработает до определенной точки, что приведет к потере пара. И если вы это сделаете, это приведет к быстрой разрядке вашей батареи.
Закон Ома для механических модификаций
Теперь предположим, что у вас есть механический мод.
Моды
Mech обычно не имеют внутренней печатной платы для тех настроек, которые вы найдете на экране регулируемого устройства. Они также не предлагают защиты от короткого замыкания или других встроенных механизмов защиты аккумулятора в случае ошибки пользователя.
Вот почему мехмоды — прерогатива опытных пользователей, хорошо разбирающихся в Законе Ома, безопасности батарей и других важных вещах.
Однако, если у вас негибридный мехмод — механический мод с подключением, похожим на регулируемый мод с 510-контактным контактом, и не находится в прямом контакте с батареей — закон Ома может предоставить вам такую информацию, как идеальная сборка. вы можете иметь на устройстве и 510-контактный контакт, который вы должны использовать на своем атомайзере.
Как рассчитать закон Ома
Когда вы хотите вычислить закон Ома, вам не нужно вычислять числа самостоятельно — если, конечно, это не одно из тех занятий, от которых у вас текут сока.
Вместо этого вы можете пропустить математику и воспользоваться одним из многих онлайн-калькуляторов закона Ома, например, вот здесь.
Это даст вам точные числа, и вы сможете получить ключевую информацию, такую как разряд батареи, сопротивление ваших катушек в зависимости от материала, типа сборки и т. Д.
Understanding Ohm’s Law поможет вам извлечь максимальную пользу из сеансов вейпинга, поскольку вы поймете, как все работает и как вы можете использовать это, чтобы получить максимум удовольствия.
Закон Ома для начинающих и новичков
Закон Ома для начинающих и новичков
Основной закон Ома
HTML от: http://www.btinternet.com/~dtemicrosystems/beginner.htm
ЧТО ЭТО. КАК И ГДЕ ПОДАТЬ ЗАЯВКУ
Хотя закон Ома применим не только к резисторам — как мы увидим позже — кажется,
логично включить его сейчас, так как он будет хорошей точкой отсчета для резистора
подробности приведены выше.ЧТО ТАКОЕ ЗАКОН ОМС? :
Используя диаграмму слева, закон Ома определяется как; «При условии, что температура
остается постоянным, отношение разности потенциалов (p.d.) на концах проводника
(R) к току (I), протекающему в этом проводнике, также будет постоянным ».
проповедь!Из этого мы заключаем, что; Ток равен напряжению, разделенному на сопротивление (I = V / R),
Сопротивление равно напряжению, разделенному на ток (R = V / I), а напряжение равно току, умноженному на
Сопротивление (V = IR).
Важным фактором здесь является температура. Если расчеты по закону Ома должны
давать точные результаты, это должно оставаться постоянным. В «реальном» мире это почти никогда
делает, и с точки зрения новичка вам не нужно беспокоиться об этом.
более того, поскольку схемы, с которыми вы, вероятно, столкнетесь в данный момент, — и около 95%
все те, с которыми вы столкнетесь в будущем — будут работать нормально, даже если они горячие
или холодно!ЗАКОН ОМС ПРОСТОЙ:
На рисунке 1 слева показан наиболее распространенный треугольник закона Ома.Начиная с любого раздела
треугольник, его можно читать в любом направлении — по часовой стрелке, против часовой стрелки, сверху
вниз или снизу вверх — и он всегда предоставит вам расчет, который вы
требовать.
Если рассматривать (слегка диагональные) горизонтальные линии как знаки разделения, а короткие
вертикальная линия как знак умножения, и всегда начинайте расчет с любого количества
вы ищете, т.е. «V =», «I =» или «R =» у вас будет все
возможные формулы, основанные на этом конкретном законе Ома.Это; V = IxR, I = V / R, R = V / I. Это
должно быть очевидно, что формула работает и в обратном направлении, то есть; IxR = V, RxI = V, V / I = R
и V / R = I.Эти объяснения могут показаться немного сложными, но их легко применить на практике.
Как правило, для начинающих будет более понятен полезный пример, а не эти
причудливые столы, так что здесь.ПОЯСНЕНИЕ НА ПРИМЕРЕ:
Допустим, друг просит вас установить красную сигнальную лампу на приборную панель его / ее автомобиля.Будучи энтузиастом электроники, вы решили использовать красный светоизлучающий диод (LED),
поскольку они излучают достаточно чистый красный свет, не выделяют чрезмерного тепла
лампы накаливания, они также дешевы по сравнению с ними и выглядят высокотехнологичными!С точки зрения принципиальной схемы расположение будет таким, как показано слева.
ОГРАНИЧИТЕЛЬ ТОКА:
Стандартные светодиоды не могут получать питание напрямую от 12 В без установки ограничения тока.
резистор включен последовательно с одним из выводов, но какое значение вы используете? Как общее правило
на практике, вашему среднему светодиоду требуется около 15 мА тока для получения приемлемого света.
выход.Учитывая это, теперь у нас есть две известные величины для использования в наших расчетах:
напряжение и ток. Используя треугольник закона Ома, требуемое сопротивление равно
рассчитывается по формуле «R = V / I», которая дает нам 12 / 0,015 = 800 Ом (см. ниже
для ‘Vf’). Не забывайте, ток измеряется в амперах.На первый взгляд может показаться, что это проблема, поскольку 800 Ом не является стандартным значением.
доступен в диапазоне E12. Однако в этом типе цепи сопротивление не
критический, и ближайшего предпочтительного значения будет вполне достаточно, а именно 820 Ом.НЕ ЗАБЫВАЙТЕ О ‘Vf’:
Все электронные компоненты демонстрируют — в большей или меньшей степени — то, что известно как
‘выбывать’. Он имеет различные сокращения в зависимости от типа компонента, к которому он
ссылается, но обычно они означают одно и то же. На самом деле это количество напряжения, которое
используется компонентом для работы. Для стандартного светодиода это значение находится в диапазоне
около 1,5 — 3 вольт, и для наших целей мы примем 2 В.Это означает, что из ваших 12 вольт от аккумулятора 2 вольта будут израсходованы светодиодом.
Сама по себе, поэтому ваш расчет закона Ома должен быть основан на 10 вольт.Истинная формула
должно быть на самом деле; (12-Vf) /0.015=666.66 Ом (повторяется для математиков среди
ты!). Ближайшее значение в диапазоне E12 составляет 680 Ом, поэтому в идеале это должно быть
ценность для использования. В целях безопасности, когда ваши результаты заканчиваются непонятными значениями, такими как
при этом всегда выбирайте ближайшее значение выше, а не следующее ниже.РЕЗИСТОРЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО И ПАРАЛЛЕЛЬНО
Возможно «изготовление» стандартных и нестандартных номиналов резисторов на
соответствовать вашим потребностям, если требуемое значение отсутствует.Это достигается подключением
два или более из них параллельно, последовательно или их комбинация. Однако вам нужно
заранее знать, как они взаимодействуют друг с другом в этих конфигурациях.РЕЗИСТОРЫ СЕРИИ:
На рисунке слева показаны три последовательно включенных резистора. Это
самый простой способ получить «производственные» значения. Формула прямой для
расчет окончательного значения; «R» = R1 + R2 + R3. Другими словами, независимо от
количества резисторов или их индивидуальных значений, окончательное значение
«R» всегда будет их суммой.Расчет по ноге изображения
работает для любого количества значений, соединенных последовательно, вы просто продолжаете добавлять их в
список других.ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ РЕЗИСТОРЫ:
При параллельном соединении резисторов расчеты
сложнее. На рисунке слева показаны три параллельно включенных резистора. Мы будем
не заботиться о трех отдельных ценностях, а сосредоточиться на том, что
окончательное значение «R» будет с использованием примеров значений.Расчет у подножия
изображение работает для любого количества значений, соединенных параллельно, вы просто продолжаете добавлять их в
список других в скобках. Для наших целей предположим, что R1 составляет 47 КБ, R2 — это
150 КБ, а R3 — 820 КБ. Формула прямой линии для окончательного значения: «R» = 1 / (
(1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3)).
В этой формуле содержится много ненужных скобок (скобок),
и вот причина; почти для всех расчетов электроники вам нужно использовать
калькулятор, который отдает приоритет функциям умножения и деления, а также наиболее научным
калькуляторы работают именно так.К сожалению, многие «простые» калькуляторы этого не делают, поэтому
дополнительные скобки были показаны, чтобы компенсировать те, которые вычисляют цифры в
порядок их ввода. С научным калькулятором вы можете использовать упрощенный
формула прямой линии; «R» = 1 / (1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3).Важно определить значения в скобках перед применением окончательного
Функция «1 /». Если вы этого не сделаете, то формула станет 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 =? если ты
попробуйте это на своем калькуляторе, используя наши примеры значений, вы, вероятно, подумаете, что у вас есть
неправильный ответ (0.02916 …), но вы этого не сделали. На самом деле у вас точно есть право
ответ, ему просто не хватает последней функции «1 /».Если в вашем калькуляторе есть «1 / X» (единица, разделенная на все, что показано в
display), затем нажмите эту кнопку сейчас. Если эта функция недоступна, поместите
результат в памяти (убедившись, что раньше там ничего не было), очистите дисплей
а затем введите «1 MR =» или другую подобную последовательность. Результат должен быть
34,29 кОм (34 290,29005 Ом), что правильно.Итак, итоговое значение всех трех
параллельно включенные резисторы — 34,29К.ДЛЯ ЧЕГО ДРУГОЙ ТРЕУГОЛЬНИК?
На рис. 2 слева показан второй по величине
часто используемый треугольник закона Ома. К этому можно подойти точно так же, как и к
выше, только на этот раз он используется для расчета мощности, напряжения и тока. В
объяснения здесь таковы; Ток равен мощности, деленной на напряжение (I = P / V), мощность равна
Ток, умноженный на напряжение (P = VxI), и напряжение равно мощности, деленной на ток (V = P / I).
ДЕМОНСТРАЦИЯ НА ПРИМЕРЕ:
Чтобы продемонстрировать использование этого треугольника, мы применим его к обычному электрическому / электронному
компонент — трансформатор. Их характеристики обычно цитируются с точки зрения
выходное напряжение их вторичной обмотки вместе с возможной мощностью (в ВА)
это напряжение. Термин «VA» означает ватты и происходит от формулы
«Вольт на Ампер» (отсюда — ВА). Это обозначается буквой «P» в
треугольник закона Ома.КАКОЙ ТРАНСФОРМАТОР ДЕЛАТЬ
НУЖНО ?
Допустим, у вас есть цепь на 9 В, которая потребляет 1.5 ампер тока. Вы хотите знать, если
трансформатор с номиналом 9 В при 25 ВА будет достаточным для питания вашей цепи. Ты
уже есть две величины от трансформатора — напряжение (В) и мощность (P или
VA), и по ним вы хотите узнать, какой будет доступный ток (I).
Используя формулу «I = P / V» из треугольника, результат: 25/9 = 2,77
усилители. Таким образом, этот трансформатор подойдет для ваших нужд на 1,5 А. В целях безопасности
если цепь будет постоянно потреблять определенное количество тока, независимо от
каким может быть этот ток, тогда всегда используйте трансформатор, доступный как минимум на 50% больше
ток, чем требует ваша схема.Никогда не используйте тот, у которого «ровно достаточно» тока,
потому что он станет слишком горячим, что приведет к изменению характеристик напряжения и
текущий указан. Эти изменения сложны, и мы не будем их объяснять в этой статье.
раздел для начинающих, но будьте осторожны при выборе трансформаторов.Напряжение, ток, сопротивление и закон Ома
Добавлено в избранное
Любимый
115
Основы электроэнергетики
Приступая к изучению мира электричества и электроники, важно начать с понимания основ напряжения, тока и сопротивления.Это три основных строительных блока, необходимых для управления электричеством и его использования. Сначала эти концепции могут быть трудными для понимания, потому что мы не можем их «видеть». Невооруженным глазом нельзя увидеть энергию, текущую по проводу, или напряжение батареи, стоящей на столе. Даже молния в небе, хотя и видимая, на самом деле не является обменом энергии между облаками и землей, а является реакцией в воздухе на энергию, проходящую через него. Чтобы обнаружить эту передачу энергии, мы должны использовать измерительные инструменты, такие как мультиметры, анализаторы спектра и осциллографы, чтобы визуализировать, что происходит с зарядом в системе.Однако не бойтесь, это руководство даст вам общее представление о напряжении, токе и сопротивлении, а также о том, как они соотносятся друг с другом.
Георг Ом
рассматривается в этом учебном пособии
- Как электрический заряд соотносится с напряжением, током и сопротивлением.
- Что такое напряжение, сила тока и сопротивление.
- Что такое закон Ома и как его использовать для понимания электричества.
- Простой эксперимент для демонстрации этих концепций.
Рекомендуемая литература
и nbsp
и nbsp
Электрический заряд
Электричество — это движение электронов. Электроны создают заряд, который мы можем использовать для работы. Ваша лампочка, стереосистема, телефон и т. Д. — все используют движение электронов для выполнения работы. Все они работают, используя один и тот же основной источник энергии: движение электронов.
Три основных принципа этого урока можно объяснить с помощью электронов или, более конкретно, заряда, который они создают:
- Напряжение — это разница в заряде между двумя точками.
- Текущий — это скорость, с которой происходит начисление.
- Сопротивление — это способность материала сопротивляться прохождению заряда (тока).
Итак, когда мы говорим об этих значениях, мы на самом деле описываем движение заряда и, следовательно, поведение электронов. Цепь — это замкнутый контур, который позволяет заряду перемещаться из одного места в другое. Компоненты схемы позволяют нам контролировать этот заряд и использовать его для работы.
Георг Ом был баварским ученым, изучавшим электричество.Ом начинается с описания единицы сопротивления, которая определяется током и напряжением. Итак, начнем с напряжения и продолжим.
Напряжение
Мы определяем напряжение как количество потенциальной энергии между двумя точками цепи. Одна точка заряжена больше, чем другая. Эта разница в заряде между двумя точками называется напряжением. Он измеряется в вольтах, что технически представляет собой разность потенциальной энергии между двумя точками, которая будет передавать один джоуль энергии на каждый кулон заряда, проходящего через нее (не паникуйте, если это не имеет смысла, все будет объяснено).Единица «вольт» названа в честь итальянского физика Алессандро Вольта, который изобрел то, что считается первой химической батареей. Напряжение представлено в уравнениях и схемах буквой «V».
При описании напряжения, тока и сопротивления часто используется аналогия с резервуаром для воды. В этой аналогии заряд представлен водой , количеством , напряжение представлено водой , давлением , а ток представлен потоком воды, . Поэтому для этой аналогии запомните:
- Вода = Заряд
- Давление = Напряжение
- Расход = Текущий
Рассмотрим резервуар для воды на определенной высоте над землей.Внизу этого бака есть шланг.
Давление на конце шланга может представлять напряжение. Вода в баке представляет собой заряд. Чем больше воды в баке, тем выше заряд, тем больше давление измеряется на конце шланга.
Мы можем рассматривать этот резервуар как батарею, место, где мы накапливаем определенное количество энергии, а затем высвобождаем ее. Если мы сливаем из нашего бака определенное количество жидкости, давление, создаваемое на конце шланга, падает. Мы можем думать об этом как об уменьшении напряжения, например, когда фонарик тускнеет из-за разряда батарей.Также уменьшается количество воды, протекающей через шланг. Меньшее давление означает, что течет меньше воды, что приводит нас к течению.
Текущий
Мы можем представить себе количество воды, протекающей по шлангу из бака, как ток. Чем выше давление, тем выше расход, и наоборот. С водой мы бы измерили объем воды, протекающей через шланг за определенный период времени.18 электронов (1 кулон) в секунду проходят через точку в цепи. Ампер в уравнениях обозначается буквой «I».
Допустим, у нас есть два резервуара, в каждом из которых идет шланг снизу. В каждом резервуаре одинаковое количество воды, но шланг одного резервуара уже, чем шланг другого.
Мы измеряем одинаковое давление на конце любого шланга, но когда вода начинает течь, расход воды в баке с более узким шлангом будет меньше, чем расход воды в баке с более узким шлангом. более широкий шланг.С точки зрения электричества, ток через более узкий шланг меньше, чем ток через более широкий шланг. Если мы хотим, чтобы поток через оба шланга был одинаковым, мы должны увеличить количество воды (заряд) в резервуаре с помощью более узкого шланга.
Это увеличивает давление (напряжение) на конце более узкого шланга, проталкивая больше воды через резервуар. Это аналогично увеличению напряжения, которое вызывает увеличение тока.
Теперь мы начинаем видеть взаимосвязь между напряжением и током.Но здесь следует учитывать третий фактор: ширину шланга. В этой аналогии ширина шланга — это сопротивление. Это означает, что нам нужно добавить еще один термин в нашу модель:
.
- Вода = заряд (измеряется в кулонах)
- Давление = напряжение (измеряется в вольтах)
- Расход = ток (измеряется в амперах, или, для краткости, «амперах»)
- Ширина шланга = сопротивление
Сопротивление
Снова рассмотрим наши два резервуара для воды, один с узкой трубкой, а другой с широкой трубой.
Само собой разумеется, что мы не можем протолкнуть через узкую трубу столько объема, сколько более широкую, при том же давлении. Это сопротивление. Узкая труба «сопротивляется» потоку воды через нее, даже если вода находится под тем же давлением, что и резервуар с более широкой трубой.
С точки зрения электричества это представлено двумя цепями с одинаковым напряжением и разным сопротивлением. Цепь с более высоким сопротивлением позволит протекать меньшему количеству заряда, то есть в цепи с более высоким сопротивлением будет меньше тока, протекающего через нее.18 электронов. Это значение обычно обозначается на схемах греческой буквой «& ohm;», которая называется омега и произносится как «ом».
Закон Ома
Объединив элементы напряжения, тока и сопротивления, Ом разработал формулу:
Где
- В = Напряжение в вольтах
- I = ток в амперах
- R = Сопротивление в Ом
Это называется законом Ома.Скажем, например, что у нас есть цепь с потенциалом 1 вольт, током 1 ампер и сопротивлением 1 Ом. Используя закон Ома, мы можем сказать:
Допустим, это наш резервуар с широким шлангом. Количество воды в баке определяется как 1 В, а «узость» (сопротивление потоку) шланга определяется как 1 Ом. Используя закон Ома, это дает нам ток (ток) в 1 ампер.
Используя эту аналогию, давайте теперь посмотрим на резервуар с узким шлангом. Поскольку шланг более узкий, его сопротивление потоку выше.Определим это сопротивление как 2 Ом. Количество воды в резервуаре такое же, как и в другом резервуаре, поэтому, используя закон Ома, наше уравнение для резервуара с узким шлангом составляет
.
а какой ток? Поскольку сопротивление больше, а напряжение такое же, это дает нам значение тока 0,5 А:
Значит, в баке с большим сопротивлением ток меньше. Теперь мы видим, что, зная два значения закона Ома, мы можем решить третье.Продемонстрируем это на эксперименте.
Эксперимент по закону Ома
Для этого эксперимента мы хотим использовать батарею на 9 В для питания светодиода. Светодиоды хрупкие и могут пропускать только определенное количество тока, прежде чем они перегорят. В документации к светодиоду всегда будет «текущий рейтинг». Это максимальное количество тока, которое может пройти через конкретный светодиод, прежде чем он перегорит.
Необходимые материалы
Для проведения экспериментов, перечисленных в конце руководства, вам потребуется:
ПРИМЕЧАНИЕ. светодиодов — это так называемые «неомические» устройства.Это означает, что уравнение для тока, протекающего через сам светодиод, не так просто, как V = IR. Светодиод вызывает в цепи то, что называется «падением напряжения», тем самым изменяя величину протекающего через нее тока. Однако в этом эксперименте мы просто пытаемся защитить светодиод от перегрузки по току, поэтому мы пренебрегаем токовыми характеристиками светодиода и выбираем значение резистора, используя закон Ома, чтобы быть уверенным, что ток через светодиод безопасно ниже 20 мА.
В этом примере у нас есть батарея на 9 В и красный светодиод с номинальным током 20 мА, или 0.020 ампер. Чтобы быть в безопасности, мы бы предпочли не управлять максимальным током светодиода, а его рекомендуемым током, который указан в его техническом описании как 18 мА или 0,018 ампер. Если просто подключить светодиод напрямую к батарее, значения закона Ома будут выглядеть так:
следовательно:
, а так как сопротивления еще нет:
Деление на ноль дает бесконечный ток! Что ж, на практике не бесконечно, но столько тока, сколько может доставить аккумулятор. Поскольку мы НЕ хотим, чтобы через светодиод проходил такой большой ток, нам понадобится резистор.Наша схема должна выглядеть так:
Мы можем использовать закон Ома точно так же, чтобы определить значение резистора, которое даст нам желаемое значение тока:
следовательно:
вставляем наши значения:
решение для сопротивления:
Итак, нам нужно сопротивление резистора около 500 Ом, чтобы ток через светодиод не превышал максимально допустимый.
500 Ом не является обычным значением для стандартных резисторов, поэтому в этом устройстве вместо него используется резистор 560 Ом.Вот как выглядит наше устройство вместе.
Успех! Мы выбрали номинал резистора, который достаточно высок, чтобы ток через светодиод не превышал его максимального номинала, но достаточно низкий, чтобы ток был достаточным, чтобы светодиод оставался красивым и ярким.
Этот пример светодиодного / токоограничивающего резистора — частое явление в хобби-электронике. Вам часто придется использовать закон Ома, чтобы изменить величину тока, протекающего по цепи. Другой пример такой реализации — светодиодные платы LilyPad.
При такой настройке вместо того, чтобы выбирать резистор для светодиода, резистор уже встроен в светодиод, поэтому ограничение тока выполняется без необходимости добавлять резистор вручную.
Ограничение тока до или после светодиода?
Чтобы немного усложнить задачу, вы можете разместить токоограничивающий резистор по обе стороны от светодиода, и он будет работать точно так же!
Многие люди, впервые изучающие электронику, борются с идеей, что резистор, ограничивающий ток, может находиться по обе стороны от светодиода, и схема по-прежнему будет работать как обычно.
Представьте себе реку в непрерывной петле, бесконечную, круглую, текущую реку. Если бы мы построили в нем плотину, вся река перестала бы течь, а не только с одной стороны. Теперь представьте, что мы помещаем водяное колесо в реку, которое замедляет течение реки. Неважно, где в круге находится водяное колесо, оно все равно замедлит поток на всей реке .
Это чрезмерное упрощение, поскольку резистор ограничения тока нельзя размещать где-либо в цепи ; он может быть размещен на с любой стороны светодиода для выполнения своей функции.
Чтобы получить более научный ответ, мы обратимся к закону напряжения Кирхгофа. Именно из-за этого закона резистор, ограничивающий ток, может располагаться по обе стороны светодиода и при этом иметь тот же эффект. Для получения дополнительной информации и некоторых практических задач с использованием KVL посетите этот веб-сайт.
Ресурсы и дальнейшее развитие
Теперь вы должны понять концепции напряжения, тока, сопротивления и их взаимосвязь. Поздравляю! Большинство уравнений и законов для анализа цепей можно вывести непосредственно из закона Ома.Зная этот простой закон, вы понимаете концепцию, лежащую в основе анализа любой электрической цепи!
Эти концепции — лишь верхушка айсберга. Если вы хотите продолжить изучение более сложных приложений закона Ома и проектирования электрических цепей, обязательно ознакомьтесь со следующими руководствами.
Закон Ома — основы
Тюнинг
Вокруг!
ПОИСКCQ-Calling All
Радиолюбители!
О Hamuniverse
Конструкция антенны
Безопасность антенн!
Спросите у Elmer
О батареях
Нормы кодирования
Компьютерная помощь
Электроника
FCC
Информация
Подсказки для радиолюбителей
Юмор
Новости радиолюбителей! Обзоры публикацийОбзоры продуктов
Видео для радиолюбителей!
HF и Shortwave
Лицензия Study
Links
Midi Music
Читальный зал
Основы ретранслятора
Повторитель
Строители
RFI Советы и
Уловки
Ham Satellites
Коротковолновое прослушивание
SSTV
Поддержка сайта
МАГАЗИН
Vhf and Up
Политика конфиденциальности
9000 Контакты Политика конфиденциальности
9000Рекламная информация
Основной закон Ома
Здесь мы попытаемся объяснить закон Ома
основы!Закон Ома
может быть очень трудно понять любому, у кого никогда не было
базовые знания или обучение основам электричества.Мы предположим
что у вас есть некоторые знания в области электричества. Мы объясним это в
условия расхода воды! НЕ МОРАТЬСЯ!Что такое Ом
Закон:Закон Ома составлен из
3 математических уравнения , которое показывает соотношение
между электрическим напряжением ,
текущий и
сопротивление .Что такое напряжение? An
анологии был бы огромный резервуар с водой, наполненный
с тысячами галлонов воды высоко на холме.
Разница
между давлением воды в баке и водой, выходящей из
труба, соединенная снизу, ведущая к крану, определяется
размер трубы и размер выходного отверстия крана. Эта разница
Давление между ними можно рассматривать как потенциальное напряжение.Что сейчас? Аналогия была бы
количество потока, определяемое давлением (напряжением) воды через
трубы, ведущие к крану.Термин
ток относится к количеству, объему или интенсивности электрического потока, как
в отличие от напряжения, которое относится к силе или «давлению», вызывающим
текущий поток.Что такое сопротивление? Аналогия
будет размер водопроводных труб и размер крана. В
чем больше труба и кран (меньше сопротивление), тем больше воды поступает
вне! Чем меньше труба и кран (больше сопротивление), тем меньше воды
что выходит! Это можно рассматривать как сопротивление потоку
водное течение.Все три из них: напряжение, ток и сопротивление
напрямую взаимодействуют по закону Ома.
Измените любые два из них, и вы получите эффект
третий.Информация: Закон Ома назван в честь баварцев.
математик и физик Георг Ом .Закон Ома может быть
заявлено как математических уравнения , все получены из
у
тот же принцип.
В следующих уравнениях,
В — это напряжение, измеренное в В (размер
резервуар для воды),I измеряется ток
вампер
(связано с давлением
(Напряжение) воды через трубы и
кран) иR — это сопротивление
в Омв зависимости от размера труб и крана:
В = I x
R (напряжение = ток, умноженный на
Сопротивление)R =
В / I (сопротивление = напряжение, деленное на
Текущая)I = В / Ч (ток =
Напряжение, деленное на сопротивление)Зная любые два значения цепи ,
можно определить (вычислить) треть, с помощью Ома
Закон.Например, чтобы найти напряжение в
цепь:Если в цепи есть ток 2 ампера, и
сопротивление 1 Ом, (<это два "известных"), то согласно закону Ома и приведенным выше формулам напряжение равно току умноженное на сопротивление:(В = 2 ампера x 1 Ом = 2
вольт).Чтобы найти ток в той же цепи выше
при условии, что мы не знали его , но мы знаем напряжение и
сопротивление:
I = 2 В, разделенное на сопротивление 1 Ом = 2
амперы.В этом третьем примере мы знаем ток (2 ампера) и
напряжение (2 вольта) …. какое сопротивление?
Замена
формула:
R = Вольт, деленное на ток (2 вольта
делить на 2 ампера = 1 ОмИногда очень полезно
Свяжите эти формулы Визуально. «Колеса» закона Ома и графика
ниже может быть очень полезным инструментом, чтобы пробудить вашу память и помочь вам
понять их отношения.
Проводной
Коммуникации — отличный источник
для всего вашего разъема
потребности!Колесо наверху
разделен на три секции:Вольт
V (вверху разделительной линии)
Амперы (амперы) I (внизу слева
ниже разделительной линии)
Resistance R (внизу справа под разделительной линией)
линия)
X представляет (умножить на знак)
Запомнить это колесоЧтобы использовать, просто
покрыть мысленным взором нужное вам неизвестное количество и то, что осталось
это формула для поиска неизвестного.Пример:
Чтобы найти
ток цепи (I), просто закройте секцию I или Amps в ваших шахтах
глаза, а то, что остается, — это напряжение V выше разделительной линии и R
Ом (сопротивление) ниже него. Теперь подставьте известные значения. Просто
разделить известное напряжение на известное сопротивление.
Ваш ответ будет
ток в цепи.
Та же процедура используется для поиска
вольт или сопротивление цепи!Вот
другой пример:Вы знаете
ток и сопротивление в цепи, но вы хотите узнать
Напряжение.Просто
Покройте секцию напряжения мысленным взором … что осталось, это I X R
разделы. Просто умножьте значение I на значение R, чтобы получить ответ!
Практикуйтесь с колесом, и вы удивитесь, насколько хорошо оно работает.
поможет запомнить формулы, не пытаясь!
Это Ома
Графический треугольник закона также полезен для изучения формул.
Просто крышка
неизвестное значение и следуйте рисунку, как в примерах с желтым колесом.
выше.Вы
нужно вставить X между I и R на графике и представить
горизонтальная разделительная линия, но основная — это просто
одно и тоже.В указанном выше
Вы заметите, что колесо закона Ома имеет добавленную секцию (P) для мощности.
и буква E * использовалась вместо буквы V для
Напряжение.
Это колесо используется точно так же, как и другие
колеса и графика выше.
Вы также заметите в синих / зеленых областях
есть только два известных значения с неизвестным значением в желтом
разделы. Красные полосы разделяют четыре единицы
интерес.An
Пример использования этого колеса:
Допустим, вы знаете мощность
и ток в цепи и хотите знать напряжение.
Найдите свой
неизвестное значение в желтых областях (V или E * в этом колесе) и просто
посмотрите наружу и выберите те ценности, которые вам известны.Это будет P
и I. Подставьте свои значения в формулу, (P, деленное на I) выполните
математика и у вас есть ответ!Информация: Обычно закон Ома применяется только к
Цепи постоянного тока, а не переменного тока
схемы .
*
Буква «Е» иногда используется в обозначениях Закона Ома.
для напряжения вместо «V», как в колесе
выше.Проводной
Коммуникации — отличный источник для всех ваших потребностей в радиочастотном соединителе! большой
Цены!
Hamuniverse.com использует сеть Green Geeks
Хостинг!Как рассчитать закон Ома для безопасного парения
Если вам комфортно со своими знаниями о безопасности батареи вейпа, следующим соображением будет использование какого-то калькулятора, чтобы убедиться, что сборки ваших катушек находятся в этих безопасных пределах вашей батареи, и, кроме того, чтобы вы могли настроить свои катушки, чтобы получить опыт вейпинга, который вы желаете. Существует масса калькуляторов закона Ома и таких сайтов, как Steam Engine, которые сделают за вас всю тяжелую работу.
Если вы довольны этим и хотите оставаться в блаженном неведении относительно того, что на самом деле стоит за расчетами, хорошо для вас. Пока вы знаете, как применять результаты, вы проживете долгую, счастливую и безопасную жизнь вейпинга. Но если вы хотите увидеть, как работают эти калькуляторы изнутри, читайте дальше.
В законе Ома нет ничего мистического или волшебного. Это несколько формул, обычно изображаемых внутри треугольника, и любой может легко выучить и использовать формулы на любом обычном калькуляторе.
Цель данной статьи — показать вам формулы, лежащие в основе закона Ома, и, надеюсь, дать вам понимание взаимосвязей между различными элементами базовой электронной схемы, связанной с вейпингом.
Внутри треугольника вы можете увидеть три основных элемента в любой электрической цепи, представленные буквами V, I и R. Я бы озвучивал треугольник как «V над I умножить на R», где «времена» означают умножение. Самым сложным в этом будет запоминание того, что представляют собой буквы, и даже это на самом деле довольно просто:
- В = Напряжение (напряжение аккумулятора)
- I = ток (сила тока, потребляемая вашей катушкой)
- R = Сопротивление (сопротивление вашей катушки в Ом)
Итак, как нам использовать треугольник закона Ома? Опять же, просто — треугольник наглядно отображает взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением.В следующих примерах мы рассмотрим, как использовать треугольник и формулы, чтобы помочь вам построить катушки, рассчитанные на требуемые ток и мощность.
Если вы хотите определить ток, потребляемый через сопротивление (вашу катушку), используйте формулу:
I = V ÷ R (или I = V / R)
Как мы к этому пришли? Посмотрите на треугольник, и вы увидите, что для определения тока (I) вы должны разделить напряжение (В) на сопротивление (R) .
Давайте применим формулу на примере из реальной жизни.Если вы используете механический мод, со свежезарядным аккумулятором у вас теоретически будет 4,2 В для питания вашей катушки. Если ваша катушка 0,5 Ом, теперь у вас есть все необходимое для определения тока в амперах:
I = 4,2 В ÷ 0,5 Ом (или 4,2 / 0,5)
I = 8,4 А
Как видите, с катушкой на 0,5 Ом и недавно заряженной батареей на 4,2 вольта максимальное потребление тока составит 8,4 ампера. Если ваша батарея имеет предел в 10 ампер, вы значительно ниже предела. Не забывайте, что использование двойного механического модуля в последовательной конфигурации удвоит потребление энергии на батарею, и вам придется создавать катушки с вдвое большим сопротивлением, чтобы быть в безопасности.Также обратите внимание, что когда батарея разряжается, ток также уменьшается. Например, когда аккумулятор достигает 3,7 В при той же нагрузке, ток упадет до 7,4 А (3,7 В / 0,5 Ом)
Расчетная мощность (мощность)
Следующее, что вы, вероятно, захотите узнать, — это мощность, генерируемая катушкой, или мощность. Это не показано в треугольнике, но формула проста. Просто умножьте ток в вашей цепи на приложенное напряжение:
P = V x I
В нашем исходном примере формула выглядела бы так:
Р = 4.2 В x 8,4 А
P = 35,3 Вт
Таким образом, катушка на 0,5 Ом с полностью заряженной батареей на 4,2 В будет тянуть максимум 8,4 А и выдавать 35,3 Вт. Вы можете видеть, что по мере увеличения сопротивления вашей катушки ток и мощность будут падать.
Вторая формула закона Ома, которая может быть нам полезна, — это вычисление сопротивления. Допустим, у вас есть батарея с ограничением по току 10 ампер, и вы хотите определить наименьшее сопротивление катушки, при котором вы можете безопасно работать, не превышая CDR батареи.
Для расчета используйте следующую формулу:
R = V ÷ I
Так как вы знаете, что CDR аккумулятора составляет 10 ампер, вы можете выбрать в своих расчетах 9 ампер, чтобы получить запас мощности в 1 ампер. Вы также знаете, что ваше максимальное напряжение будет 4,2 вольта на одном аккумуляторном модуле. Расчет выглядит так:
R = 4,2 В ÷ 9 А
R = 0,47 Ом
Результат говорит вам, что ваш безопасный нижний предел для 10-амперной батареи составляет 0,47 Ом — что-то ниже, и вы рискуете превысить предел тока батареи.Конечно, если у вас батарея на 25 ампер, ваше низкое сопротивление упадет до 0,17 Ом:
R = 4,2 В ÷ 25 А
R = 0,17 Ом
Наконец, и, вероятно, не так полезно для нас, используя треугольник, вы можете найти напряжение в цепи, если вам известны значения двух других переменных.
Чтобы найти напряжение, когда известны ток и сопротивление, формула выглядит так:
В = I x R
На самом деле, самые полезные формулы для вейперов — это три формулы, которые вычисляют ток (I = V ÷ R), мощность (P = V x I) и сопротивление (R = V ÷ I).Это позволит вам определить ток, который будет потреблять ваша катушка, и полученную мощность. По мере увеличения сопротивления ток и мощность будут падать. Если вы уменьшите сопротивление, ток и мощность увеличатся. Формула сопротивления позволяет рассчитать безопасное низкое сопротивление на основе CDR вашей батареи.
Это вся полезная информация, которая поможет вам оставаться в безопасных пределах ваших батарей и настроить количество энергии на вашей катушке, чтобы помочь вам достичь своей собственной нирваны вейпинга.Есть и другие факторы, такие как время нарастания катушки и нагрев вашей катушки, которые определяются калибром и массой провода. Закон Ома ничего из этого не учитывает, и такой сайт, как Steam Engine, может быть вам полезен.
Последний и важный совет: ВСЕГДА предполагайте, что напряжение вашей батареи эквивалентно полностью заряженной батарее: 4,2 вольта для одинарного или параллельного батарейного модуля или 8,4 вольта для двойного последовательного модуля. Люди будут утверждать, что катушка никогда не увидит это фактическое напряжение батареи из-за падения напряжения в моде, но для безопасности ВСЕГДА используйте полное теоретическое напряжение батареи (при полной зарядке) в своих расчетах.
Команда Vaping360 — это разнообразная группа опытных участников вейпинга. Мы стремимся предоставить вам лучший контент обо всем, что касается вейпинга. Не забудьте подписаться на нас в Facebook и Instagram, чтобы узнать больше!
Законы Ома и Ватта | SpazzTech
Что такое закон Ома и закон Ватта ?:
Закон Ома определяет одно из самых фундаментальных соотношений в электронике. Это соотношение между напряжением, током и сопротивлением.Закон Ватта определяет еще одно из самых фундаментальных соотношений в электронике. Это соотношение между мощностью и величинами, определенное законом Ома. Мы не сможем углубиться в электронику, пока эти концепции не будут поняты.
Вольт:
Единицей измерения параметра напряжения является вольт. Символ, который используется для обозначения вольт, — это буква «V». В зависимости от ситуации используются как верхний, так и нижний регистры.Символом параметра напряжения также является буква «V». Если бы электрическая цепь представляла собой садовый шланг, напряжение было бы аналогично давлению в шланге. Единица V равна количеству энергии в Джоулях, необходимой для перемещения одного кулона электронов между двумя точками. Напряжение иногда называют «потенциалом», потому что оно может перемещать эти электроны.
Ампер или Ампер:
Единицей измерения параметра тока является ампер.Ампер часто сокращается до ампер. Символ, используемый для обозначения усилителя, — это буква «А». В зависимости от ситуации используются как верхний, так и нижний регистр. Символ, используемый для представления параметра тока, — это буква «I». Если бы электрическая цепь представляла собой садовый шланг, ток был бы подобен скорости потока воды в шланге. Единица A равна количеству кулонов, проходящих через контур за одну секунду.
Ом:
Единицей измерения параметра сопротивления является ом.Для обозначения сопротивления используется символ Ω. Символ, используемый для обозначения параметра сопротивления, — это буква «R». Если бы электрическая цепь была садовым шлангом, сопротивление было бы любым клапаном или другим ограничением в шланге. Единица Ω равна сопротивлению, которое существует, когда 1 А протекает между двумя точками с напряжением 1 В между этими двумя точками. Это составляет основу форм закона Ома, приведенных в следующем разделе.
Формы закона Ома:
Мощность:
Единицей измерения мощности в электронике чаще всего является ватт.Символ, используемый для обозначения ватта, — это заглавная буква «W». По сути, мощность — это скорость выполнения работы. Фактически, один ватт равен одному джоулю в секунду. Из определений, данных для вольт и ампер, приведенных выше, мы можем сказать, что один ватт также равен одному вольту, умноженному на один ампер, потому что вольт — это мера джоулей на кулон, а ампер — мера кулонов в секунду. Кулоны сокращаются, и у нас остаются джоули в секунду.
Формы закона Ватта:
Настенная диаграмма комбинированных соотношений закона Ома и закона Ватта:
Объединив закон Ома и закон Ватта, нам нужно знать только две величины, чтобы определить две другие.Эти величины представляют собой напряжение (В) в вольтах, ток (I) в амперах, сопротивление (R) в омах и мощность (P) в ваттах. Все отношения между этими количествами приведены в таблице ниже.
© Copyright 2014-2017 SpazzTech LLC. Все права защищены
.