Aplicació de la llei d'Ohm a la pràctica

M'agradaria començar a explicar el principi de funcionament d'una de les lleis bàsiques de l'enginyeria elèctrica amb una al·legoria: mostra una petita caricatura d'1 de tres persones anomenades "Tensió U", "Resistència R" i "Corrent I".

Mostra que «Tok» està intentant arrossegar-se per la contracció de la canonada, que «Resistance» està tenint diligentment. Al mateix temps, «Tensió» fa el màxim esforç possible per passar, premeu «Actual».

Aquest dibuix és un recordatori d'això electricitat És el moviment ordenat de partícules carregades en un medi determinat. El seu moviment és possible sota la influència de l'energia externa aplicada, que crea una diferència de potencial: voltatge. Les forces internes dels cables i els elements del circuit redueixen la magnitud del corrent, resisteixen el seu moviment.

Considereu un diagrama senzill 2 que explica el funcionament de la llei d'Ohm per a una secció d'un circuit de corrent continu.

Com a font de tensió U utilitzem bateria, que connectem a la resistència R amb cables gruixuts i alhora curts als punts A i B.Suposem que els cables no afecten el valor del corrent I a través de la resistència R.

La fórmula (1) expressa la relació entre la resistència (ohms), la tensió (volts) i el corrent (amperes). La criden Llei d'Ohm per a una secció d'un circuit... El cercle de la fórmula fa que sigui fàcil de recordar i utilitzar per expressar qualsevol dels paràmetres constitutius U, R o I (U està per sobre del guió i R i I estan per sota).

Si necessiteu determinar un d'ells, tanqueu-lo mentalment i treballeu amb els altres dos, fent operacions aritmètiques. Quan els valors estan en una fila, els multipliquem. I si es troben a diferents nivells, realitzem la divisió de la part superior a la inferior.

Aquestes relacions es mostren a les fórmules 2 i 3 de la figura 3 següent.

En aquest circuit, s'utilitza un amperímetre per mesurar el corrent, que està connectat en sèrie amb la càrrega R, i la tensió és un voltímetre connectat en paral·lel als punts 1 i 2 de la resistència. Tenint en compte les característiques de disseny dels dispositius, diguem que l'amperímetre no afecta el corrent del circuit i el voltímetre no afecta la tensió.

Determinació de la resistència mitjançant la llei d'Ohm

Utilitzant les lectures dels dispositius (U = 12 V, I = 2,5 A), podeu utilitzar la fórmula 1 per determinar el valor de resistència R = 12 / 2,5 = 4,8 Ohm.

A la pràctica, aquest principi s'inclou en el funcionament dels dispositius de mesura: ohmímetres, que determinen la resistència activa de diversos dispositius elèctrics.Com que es poden configurar per mesurar diferents rangs de valors, es subdivideixen respectivament en microohms i miliohms, que funcionen amb baixa resistència, i tera-, higo- i megaohms- que mesuren valors molt grans.

Per a condicions de treball específiques, es produeixen:

• portàtil;

• escut;

• models de laboratori.

Principi de funcionament d'un ohmímetre

Els dispositius magnetoelèctrics s'utilitzen habitualment per fer mesures, encara que recentment s'han introduït àmpliament els dispositius electrònics (analògics i digitals).

L'ohmímetre del sistema magnetoelèctric utilitza un limitador de corrent R que només passa mil·liamperes i un capçal de mesura sensible (miliamperímetre). Reacciona al flux de petits corrents a través del dispositiu a causa de la interacció de dos camps electromagnètics de l'imant permanent N-S i el camp creat pel corrent que passa pel bobinatge de la bobina 1 amb una molla conductora 2.

Com a resultat de la interacció de les forces dels camps magnètics, la fletxa del dispositiu es desvia d'un determinat angle. L'escala del cap es gradua immediatament en ohms per facilitar el funcionament. En aquest cas, s'utilitza l'expressió de la resistència actual segons la fórmula 3.

L'ohmetre ha de mantenir una tensió d'alimentació estable de la bateria per garantir mesures precises. Per a això, s'aplica el calibratge mitjançant una resistència reguladora addicional R reg. Amb la seva ajuda, abans de l'inici de la mesura, el subministrament d'excés de tensió de la font es limita al circuit, s'estableix un valor normalitzat estrictament estable.

Determinació de la tensió mitjançant la llei d'Ohm

Quan es treballa amb circuits elèctrics, hi ha moments en què cal determinar la caiguda de tensió d'un element, per exemple, una resistència, però se'n coneix la resistència, que normalment està marcada a la caixa, i el corrent que la travessa. Per fer-ho, no cal connectar un voltímetre, però n'hi ha prou amb utilitzar els càlculs segons la fórmula 2.

En el nostre cas, per a la figura 3, fem càlculs: U = 2,5 4,8 = 12 V.

Determinació del corrent segons la llei d'Ohm

Aquest cas es descriu per la fórmula 3. S'utilitza per calcular càrregues en circuits elèctrics, seleccionar les seccions transversals de cables, cables, fusibles o disjuntors.

En el nostre exemple, el càlcul té aquest aspecte: I = 12 / 4,8 = 2,5 A.

Cirurgia de bypass

Aquest mètode en enginyeria elèctrica s'utilitza per desactivar el funcionament de determinats elements del circuit sense desmuntar-los. Per fer-ho, curtcircuiteu els terminals d'entrada i sortida (a les figures 1 i 2) amb un cable a una resistència innecessària; traieu-los.

Com a resultat, el corrent del circuit tria un camí de menys resistència a través de la derivació i augmenta bruscament i la tensió de l'element de la derivació cau a zero.

Curtcircuit

Aquest mode és un cas especial de bypass i normalment es mostra a la figura anterior quan el curtcircuit s'instal·la als terminals de sortida de la font. Quan això succeeix, es creen corrents alts molt perilloses que poden xocar les persones i cremar equips elèctrics sense protecció.

La protecció s'utilitza per combatre avaries accidentals a la xarxa elèctrica. Estan configurats amb configuracions que no interfereixen amb el funcionament del circuit en mode normal.Només tallen l'electricitat en cas d'emergència.

Per exemple, si un nen connecta accidentalment un cable a una presa de corrent domèstica, un interruptor automàtic configurat correctament al tauler d'entrada de l'apartament desactivarà gairebé immediatament l'alimentació.

Tot el que s'ha descrit anteriorment fa referència a la llei d'Ohm per a una secció d'un circuit de corrent continu, no un circuit complet on hi pot haver molts més processos. Hem d'imaginar que això és només una petita part de la seva aplicació en enginyeria elèctrica.

Els patrons identificats pel famós científic Georg Simon Ohm entre corrent, voltatge i resistència es descriuen de diferents maneres en diferents entorns i circuits de CA: monofàsic i trifàsic.

Aquestes són les fórmules bàsiques que expressen la relació de paràmetres elèctrics en conductors metàl·lics.

Fórmules més complexes per realitzar càlculs especials de la llei d'Ohm a la pràctica.

Com podeu veure, la investigació realitzada pel brillant científic Georg Simon Ohm és de gran importància fins i tot en els nostres temps de ràpid desenvolupament de l'enginyeria elèctrica i l'automatització.