Omo dėsnio taikymas praktikoje

Norėčiau pradėti paaiškinti vieno iš pagrindinių elektros inžinerijos dėsnių veikimo principą su alegorija – parodydamas nedidelę karikatūrą, kurioje 1 iš trijų žmonių, pavadintų „Įtampa U“, „Atsparumas R“ ir „Srovė I“.

Tai rodo, kad „Tok“ bando ropštis per vamzdžio susitraukimą, kurį „Atsparumas“ uoliai veržia. Tuo pačiu metu „Įtampa“ deda maksimalias pastangas praleisti, paspauskite „Srovė“.

Šis piešinys tai primena elektros Ar tvarkingas įkrautų dalelių judėjimas tam tikroje terpėje. Jų judėjimas įmanomas veikiant išorinei energijai, kuri sukuria potencialų skirtumą – įtampą. Vidinės laidų ir grandinės elementų jėgos sumažina srovės dydį, priešinasi jos judėjimui.

Apsvarstykite paprastą diagramą 2, kuri paaiškina Ohmo dėsnio veikimą nuolatinės srovės grandinės atkarpoje.

Kaip įtampos šaltinį U naudojame baterija, kurią sujungiame su varža R storais ir tuo pačiu trumpais laidais taškuose A ir B.Tarkime, kad laidai neturi įtakos srovės I reikšmei per rezistorių R.

Formulė (1) išreiškia ryšį tarp varžos (omų), įtampos (voltais) ir srovės (amperais). Jie jai skambina Omo dėsnis grandinės atkarpai… Formulės apskritimas leidžia lengvai įsiminti ir naudoti bet kuriuos sudedamuosius parametrus U, R arba I išreikšti (U yra virš brūkšnelio, o R ir I yra žemiau).

Jei jums reikia nustatyti vieną iš jų, uždarykite jį mintyse ir dirbkite su kitais dviem, atlikdami aritmetines operacijas. Kai reikšmės yra vienoje eilutėje, jas padauginame. Ir jei jie yra skirtinguose lygiuose, mes atliekame viršutinės dalies padalijimą į apatinį.

Šie ryšiai parodyti 2 ir 3 formulėse toliau pateiktame 3 paveiksle.

Šioje grandinėje srovei matuoti naudojamas ampermetras, kuris nuosekliai sujungtas su apkrova R, o įtampa yra voltmetras, lygiagrečiai prijungtas prie rezistoriaus 1 ir 2 taškų. Atsižvelgiant į prietaisų konstrukcines ypatybes, tarkime, kad ampermetras neturi įtakos srovei grandinėje, o voltmetras neturi įtakos įtampai.

Atsparumo nustatymas pagal Omo dėsnį

Naudodami prietaisų rodmenis (U = 12 V, I = 2,5 A), galite naudoti formulę 1, kad nustatytumėte pasipriešinimo vertę R = 12 / 2,5 = 4,8 Ohm.

Praktikoje šis principas yra įtrauktas į matavimo prietaisų - omometrų, kurie nustato įvairių elektros prietaisų aktyviąją varžą, veikimą.Kadangi juos galima sukonfigūruoti matuoti skirtingus verčių diapazonus, jie yra atitinkamai suskirstyti į mikroomus ir miliohmus, veikiančius su mažu pasipriešinimu, ir tera-, higo- ir megaomus, matuojančius labai dideles reikšmes.

Tam tikroms darbo sąlygoms jie gaminami:

• nešiojamas;

• skydas;

• laboratoriniai modeliai.

Omometro veikimo principas

Magnetoelektriniai prietaisai dažniausiai naudojami matavimams atlikti, nors pastaruoju metu plačiai pristatyti elektroniniai (analoginiai ir skaitmeniniai) prietaisai.

Magnetoelektrinės sistemos omometras naudoja srovės ribotuvą R, kuris praleidžia tik miliamperus, ir per jį jautrią matavimo galvutę (miliametrą). Jis reaguoja į mažų srovių srautą per įrenginį dėl dviejų nuolatinio magneto N-S elektromagnetinių laukų sąveikos ir lauko, kurį sukuria srovė, einanti per ritės 1 apviją su laidžia spyruokle 2.

Dėl magnetinių laukų jėgų sąveikos prietaiso rodyklė nukrypsta nuo tam tikro kampo. Ant galvos esanti skalė iš karto sugraduota omais, kad būtų lengviau valdyti. Šiuo atveju naudojama srovės varžos išraiška pagal 3 formulę.

Omometras turi palaikyti stabilią maitinimo įtampą iš akumuliatoriaus, kad būtų užtikrinti tikslūs matavimai. Šiuo tikslu kalibravimas taikomas naudojant papildomą reguliavimo rezistorių R reg. Su jo pagalba, prieš pradedant matavimą, perteklinės įtampos tiekimas iš šaltinio apribojamas grandinėje, nustatoma griežtai stabili, normalizuota vertė.

Įtampos nustatymas pagal Omo dėsnį

Dirbant su elektros grandinėmis, pasitaiko atvejų, kai reikia nustatyti elemento, pavyzdžiui, rezistoriaus, įtampos kritimą, tačiau yra žinoma jo varža, kuri dažniausiai pažymėta ant dėžutės, ir per ją einanti srovė. Norėdami tai padaryti, nereikia prijungti voltmetro, tačiau pakanka naudoti skaičiavimus pagal 2 formulę.

Mūsų atveju 3 paveiksle atliekame skaičiavimus: U = 2,5 4,8 = 12 V.

Srovės nustatymas pagal Ohmo dėsnį

Šis atvejis apibūdinamas formule 3. Naudojama skaičiuojant apkrovas elektros grandinėse, parenkant laidų, kabelių, saugiklių ar automatinių jungiklių skerspjūvius.

Mūsų pavyzdyje skaičiavimas atrodo taip: I = 12 / 4,8 = 2,5 A.

Apylankos operacija

Šis metodas elektrotechnikoje naudojamas tam, kad išjungtų tam tikrų grandinės elementų veikimą jų neišardžius. Norėdami tai padaryti, trumpuoju jungimu sujunkite įvesties ir išvesties gnybtus (1 ir 2 pav.) su laidu prie nereikalingo rezistoriaus - pašalinkite juos.

Dėl to grandinės srovė pasirenka mažesnės varžos kelią per šuntą ir smarkiai pakyla, o šunto elemento įtampa nukrenta iki nulio.

Trumpas sujungimas

Šis režimas yra ypatingas apėjimo atvejis ir paprastai rodomas aukščiau esančiame paveikslėlyje, kai šaltinio išvesties gnybtuose yra sumontuotas trumpasis jungimas. Kai taip nutinka, susidaro labai pavojingos didelės srovės, kurios gali iškrėsti žmones ir sudeginti neapsaugotus elektros įrenginius.

Apsauga naudojama kovojant su atsitiktiniais elektros tinklo gedimais. Jie nustatomi į tokius nustatymus, kurie netrukdo grandinės veikimui įprastu režimu.Jie atjungia maitinimą tik avariniu atveju.

Pavyzdžiui, jei vaikas netyčia įkiša laidą į buitinį lizdą, tinkamai sukonfigūruotas automatinis jungiklis buto įėjimo lentoje beveik iš karto išjungs maitinimą.

Viskas, kas aprašyta aukščiau, nurodo Omo dėsnį, skirtą nuolatinės srovės grandinės atkarpai, o ne visai grandinei, kurioje gali būti daug daugiau procesų. Turime įsivaizduoti, kad tai tik nedidelė jo taikymo elektrotechnikoje dalis.

Žymaus mokslininko Georgo Simono Ohmo nustatyti dėsniai tarp srovės, įtampos ir varžos skirtingose ​​kintamosios srovės aplinkose ir grandinėse aprašomi įvairiai: vienfazėje ir trifazėje.

Čia pateikiamos pagrindinės formulės, išreiškiančios metalinių laidininkų elektrinių parametrų santykį.

Sudėtingesnės formulės, skirtos specialiems Omo dėsnio skaičiavimams praktiškai atlikti.

Kaip matote, genialaus mokslininko Georgo Simono Ohmo atlikti tyrimai yra labai svarbūs net mūsų sparčiai besivystančiais elektrotechnikos ir automatikos laikais.