Ohmin lakista suositussa lausunnossa

Sähkövirtaa ja vaarallista jännitettä ei voi kuulla (paitsi korkeajännitejohtojen ja sähköasennusten hyräntämisessä). Jännitteen alla olevat jännitteiset osat eivät eroa ulkonäöltään.

Niitä on mahdotonta tunnistaa sekä hajun että kohonneen lämpötilan mukaan normaaleissa toimintatiloissa, ne eivät eroa toisistaan. Käynnistämme pölynimurin kuitenkin hiljaisessa ja hiljaisessa pistorasiassa, napsautamme kytkintä - ja energia näyttää itsestään poistuvan tyhjästä, ja se toteutuu melun ja puristuksen muodossa kodinkoneiden sisällä.

Jälleen, jos kytkemme kaksi naulaa pistorasiaan ja otamme niiden mukana, niin kirjaimellisesti koko kehomme kanssa tunnemme sähkövirran olemassaolon todellisuuden ja objektiivisuuden. Tätä tietysti ei suositella tekemään tätä.

Mutta pölynimurilla ja kynnillä varustetut esimerkit osoittavat meille selvästi, että sähkötekniikan peruslakien tutkiminen ja ymmärtäminen lisää turvallisuutta kotitalouksien sähkön käsittelyssä, ja poistaa sähkövirralle ja jännitteelle liittyvät taikauskoiset ennakkoluulot.

Joten harkitsemme yhtä, sähkötekniikan arvokkainta lakia, joka on hyödyllinen tietää. Ja yritä tehdä se suosituimmassa muodossa.

Ohmin laki löytö

Vuonna 1827 saksalainen fyysikko Georg Simon Ohm laati lain, joka yhdistää sähkövirran suuruuden, akun sähkömoottorivoiman ja akusta koostuvan yksinkertaisen sähköpiirin resistanssin sekä sarjaan kytkettyjen heterogeenisten johtimien navat. Lisäksi hän havaitsi, että useilla aineilla on erilainen sähkövirtavaste.

Ohm havaitsi kokeellisesti, että sarjapiirissä, joka koostuu useista osista, joiden johtimet ovat erilaiset, virta on kaikissa osissa sama, vain johtimien potentiaaliero on erilainen, jota Ohmi nimitti "jännitehäviöksi".

Ohmin lain löytäminen oli erittäin tärkeä vaihe sähköisten ja magneettisten ilmiöiden tutkimisessa, joilla oli suuri käytännön merkitys. Ohmin laki ja myöhemmin ensimmäistä kertaa löydetyt Kirchhoffin lait tekivät mahdolliseksi laskea sähköpiirit ja olivat perustana syntyvälle sähkötekniikalle.

Ohmin lakien tyypit

1. Ohmin lain erilainen muoto

Tärkein sähkötekniikan laki on tietysti Ohmin laki. Jopa sähkötekniikkaan etuyhteydettömät ihmiset tietävät sen olemassaolosta. Mutta sillä välin kysymys "Tiedätkö Ohmin lain?" teknillisissä yliopistoissa on ansa oletetulle ja ylimieliselle koululaiselle. Toveri tietysti vastaa, että Ohm tuntee lain täydellisesti, ja sitten he kääntyvät hänen puoleensa pyytääkseen tätä lakia erilaisessa muodossa. Ja sitten käy ilmi, että koulupojan tai fuksi on vielä opittava ja opittava.

Ohmin lain differentiaalista muotoa ei kuitenkaan voida käytännössä soveltaa. Se kuvastaa virrantiheyden ja kentänvoimakkuuden välistä suhdetta:

j = G * E,

missä G on piirin johtavuus; E on sähkövirran voimakkuus.

Kaikki nämä ovat yrityksiä ilmaista sähkövirta, ottaen huomioon vain johtimen materiaalin fysikaaliset ominaisuudet ottamatta huomioon sen geometrisiä parametreja (pituus, halkaisija ja vastaavat). Ohmin lain erilainen muoto on puhdas teoria, sen tuntemusta jokapäiväisessä elämässä ei ehdottomasti tarvita.

2. Ohmin lain kiinteä muoto ketjuosasta

Toinen asia on äänityksen olennainen muoto. Sillä on myös useita lajikkeita. Suosituin näistä on Ohmin laki ketjun osalle: I = U / R

Toisin sanoen virtapiiriosassa on aina mitä suurempi, sitä suurempi jännite tähän osioon kohdistuu ja sitä alempi on tämän osuuden vastus.

Tämä "sellainen" Ohmin laki on yksinkertaisesti välttämätön jokaiselle, joka ainakin joskus joutuu käsittelemään sähköä. Onneksi riippuvuus on melko yksinkertainen. Loppujen lopuksi verkon jännitettä voidaan pitää muuttumattomana.

Pistorasiasta se on 220 volttia. Siksi käy ilmi, että virta piirissä riippuu vain pistorasiaan kytketyn piirin vastuksesta. Siksi yksinkertainen moraali: tätä vastarintaa on valvottava.

Oikosulku, jota kaikki kuulevat, tapahtuu juuri ulkoisen piirin alhaisen vastuksen takia. Oletetaan, että johtimien virheellisen liittämisen vuoksi kytkentärasiassa vaihe- ja nollajohdot on kytketty suoraan toisiinsa. Silloin piirilevyn vastus laskee jyrkästi lähes nollaan, ja myös virta kasvaa jyrkästi erittäin suureen arvoon.

Jos johdotus on oikein, se toimii katkaisija, ja jos sitä ei ole siellä tai se on viallinen tai valittu väärin, lanka ei selviydy kasvaneesta virrasta, se kuumenee, sulaa ja mahdollisesti aiheuttaa tulipalon.

Mutta tapahtuu, että laitteisiin, jotka on kytketty pistorasiaan ja joita on käytetty yli tunnin ajan, tulee jo syy oikosulku. Tyypillinen tapaus on tuuletin, jonka moottorin käämitys ylikuumeni terien juuttumisen vuoksi.

Moottorin käämien eristystä ei ole suunniteltu vakavalle lämmitykselle, se tulee nopeasti arvottomaksi. Seurauksena on käännösten välinen oikosulku, joka vähentää vastusta ja ohmin lain mukaisesti johtaa myös virran kasvuun.

Lisääntynyt virta puolestaan ​​aiheuttaa käämien eristyksen täysin käyttökelvottoman eikä kääntymisen, mutta todellinen, täysimittainen oikosulku tapahtuu. Virta kulkee käämien lisäksi heti vaiheesta nollajohtimeen. Totta, kaikki yllä oleva voi tapahtua vain hyvin yksinkertaisella ja halvalla tuulettimella, jota ei ole varustettu lämpösuojauksella.

Ohmin huijarilehti ketjuosaan:

Ohmin laki AC: lle

On huomattava, että yllä oleva Ohmin lain tietue kuvaa piirin osan, jolla on vakiojännite. Vaihtojänniteverkoissa on ylimääräinen reaktanssi, ja impedanssi saa aktiivisen ja reaktiivisen resistanssin neliöiden summan neliöjuuren.

Ohmin vaihtovirtapiiriosuuden laki on muodossa: I = U / Z,

missä Z on piirin impedanssi.

Mutta suuri reaktanssi on ominaista ensinnäkin voimakkaille sähkökoneille ja energiansiirtolaitteille. Kodinkoneiden ja kalusteiden sisäinen sähkövastus on melkein täysin aktiivinen. Siksi arjessa voit käyttää laskelmiin Ohmin lain yksinkertaisinta muotoa: I = U / R.

3. Kokonaispiirin integroitu merkintä

Koska ketjun osalle on olemassa laki kirjaamisen laki, niin Ohmin laki koko ketjulle: I = E / (r + R).

Tässä r on EMF-verkon lähteen sisäinen resistanssi ja R on itse piirin kokonaisvastus.

Meidän ei tarvitse mennä pitkälle fyysisen mallin havainnollistamiseksi tätä Ohmin lain alalajia. ajoneuvon sähköjärjestelmä, akku, josta lähtee EMF.

Et voi olettaa, että akun vastus on absoluuttinen nolla, joten edes suoralla oikosululla napojen välillä (vastuksen puute R) virta ei kasva äärettömyyteen, vaan yksinkertaisesti korkeaan arvoon.

Tämä korkea arvo tietysti riittää kuitenkin johtimien sulamiseen ja auton ihon syttymiseen. Siksi autojen sähköpiirit suojaavat sulakkeiden oikosulkuilta.

Tällainen suojaus ei ehkä riitä, jos sulakerasiaan tulee oikosulku paristoon nähden tai jos jokin sulakkeista korvataan kuparilangan kappaleella. Sitten on vain yksi pelastus - on tarpeen mahdollisimman pian katkaista piiri kokonaan heittämällä pois "massa", eli negatiivinen napa.

4.Ohmin lain integroitu muoto piirin osalle, joka sisältää emf-lähteen

On syytä mainita, että Ohmin laissa on toinen muunnos - piirin osalle, joka sisältää emf-lähteen:

I = (U + E) / (r + R)

tai

I = (U-E) / (r + R)

Tässä U on potentiaaliero tarkasteltavan ketjuosan alussa ja lopussa. EMF-arvon edessä oleva merkki riippuu sen suunnasta suhteessa jännitteeseen.

Piirin parametrejä määritettäessä on usein käytettävä Ohmin lakia piirin osille, kun osa piiristä ei ole käytettävissä yksityiskohtaista tutkimusta varten eikä se ole meitä kiinnostava.

Oletetaan, että se on piilossa kotelon olennaisilla osilla. Jäljellä olevassa piirissä on EMF-lähde ja elementit, joilla on tunnettu vastus. Mittaamalla sitten jännite piirin tuntemattoman osan tulossa, voit laskea virran ja sitten tuntemattoman elementin resistanssin.

tulokset

Voimme siis nähdä, että Ohmin ”yksinkertainen” laki ei ole kaukana yhtä yksinkertaisesta kuin miltä se näytti. Tietäen kaikki Ohmin lakien kiinteän tietueen muodot, voidaan ymmärtää ja helposti muistaa monet sähköturvallisuusvaatimukset sekä saada luottamusta sähkön käsittelyyn.