Ohmův zákon pro celý řetězec a pro část řetězce: psaní vzorců, popis a vysvětlení

Profesionální elektrikář, specializovaný elektronický inženýr, nemůže ve svých vlastních činnostech obejít Ohmův zákon a vyřešit všechny problémy spojené s nastavením, laděním, opravou elektronických a elektrických obvodů.

Ve skutečnosti každý potřebuje pochopit tento zákon. Protože každý v každodenním životě se musí vypořádat s elektřinou.

A ačkoli zákon německého fyzika Ohm je stanoven středním školním kurzem, v praxi to není vždy studováno včas. Proto budeme ve svém materiálu zvažovat téma, které je relevantní pro život, a budeme se zabývat možnostmi psaní vzorce.

Samostatná část a kompletní elektrický obvod

S ohledem na elektrický obvod z hlediska aplikace Ohmova zákona na obvod je třeba poznamenat dvě možné možnosti výpočtu: pro jednu sekci a pro plnohodnotný obvod.

Výpočet proudové části elektrického obvodu

Část obvodu je zpravidla považována za součást obvodu, s výjimkou zdroje EMF, jako součást s dalším vnitřním odporem.

Proto je výpočetní vzorec v tomto případě jednoduchý:

I = U / R,

Kde:

• Já - aktuální síla;
• U - použité napětí;
• R - odpor.

Interpretace vzorce je jednoduchá - proud protékající určitou částí obvodu je úměrný napětí, které je na něj aplikováno, a odpor je nepřímo úměrný.

Takzvaná grafická „sedmikráska“, prostřednictvím které je prezentována celá řada variací formulací na základě Ohmova zákona. Pohodlný nástroj pro uložení kapsy: sektor „P“ - výkonové vzorce; sektor „U“ - vzorce napětí; sektor „I“ - současné vzorce; sektor „R“ - vzorce odolnosti

Vzorec tedy jasně popisuje závislost proudu protékajícího samostatnou částí elektrického obvodu vzhledem k určitým hodnotám napětí a odporu.

Je vhodné použít vzorec například pro výpočet parametrů odporu, které musí být pájeny do obvodu, je-li uvedeno napětí s proudem.

Ohmův zákon a dva důsledky, které musí mít každý profesionální elektrikář, elektrotechnik, elektronický inženýr a kdokoli spojený s prací elektrických obvodů. Zleva doprava: 1 - aktuální detekce; 2 - stanovení odporu; 3 - stanovení napětí, kde I - proudová síla, U - napětí, R - odpor

Výše uvedený obrázek pomůže například určit proud protékající odporem 10 ohmů, na který je přivedeno napětí 12 voltů. Nahrazením hodnot zjistíme - I = 12/10 = 1,2 ampér.

Podobně jsou vyřešeny úkoly nalezení odporu (pokud je znám proud s napětím) nebo napětí (když je známo napětí s proudem).

Je tedy vždy možné zvolit požadované provozní napětí, požadovanou proudovou intenzitu a optimální odporový prvek.

Vzorec, který se má použít, nevyžaduje zohlednění parametrů zdroje napětí. Obvod obsahující například baterii se však vypočítá pomocí jiného vzorce. V diagramu: A - zahrnutí ampérmetru; V - zahrnutí voltmetru.

Mimochodem, spojovací dráty jakéhokoli obvodu jsou odpory. Velikost zátěže, kterou musí nést, je určena napětím.

Podle Ohmova zákona je tedy opět možné přesně vybrat potřebný průřez vodiče v závislosti na materiálu jádra.

Na webu máme podrobné pokyny průřez kabelu podle síly a proudu.

Možnost výpočtu pro celý řetězec

Celý řetězec je již místem (místy) a zdrojem EMF. To je ve skutečnosti vnitřní odpor zdroje EMF je přidán k existující odporové složce části obvodu.

Proto je určitá změna výše uvedeného vzorce logická:

I = U / (R + r)

Hodnota vnitřního odporu EMF v Ohmově zákonu pro úplný elektrický obvod může být samozřejmě považována za zanedbatelnou, ačkoli v mnoha ohledech tato hodnota odporu závisí na struktuře zdroje EMF.

Při výpočtu složitých elektronických obvodů, elektrických obvodů s mnoha vodiči, je však přítomnost dalšího odporu důležitým faktorem.

Při výpočtech v plnohodnotném elektrickém obvodu se vždy bere v úvahu odporová hodnota zdroje EMF. Tato hodnota se připočítává k odporu samotného elektrického obvodu. V diagramu: I - aktuální tok; R je vnější odporový prvek; r je odporový faktor EMF (zdroj energie)

Pro úsek obvodu i celý obvod je třeba vzít v úvahu přirozený moment - použití konstantního nebo proměnného proudu.

Pokud byly výše uvedené body, charakteristické pro Ohmův zákon, posuzovány z hlediska použití stejnosměrného proudu, podle střídavého proudu vypadá všechno trochu jinak.

Posouzení práva na proměnnou

Pojem „odpor“ vůči podmínkám průchodu střídavého proudu by měl být považován spíše za pojem „impedance“. Toto je kombinace aktivní odporové zátěže (Ra) a zátěže tvořené reaktivním odporem (Rr).

Takové jevy jsou způsobeny parametry indukčních prvků a zákony spínání aplikovanými na hodnotu proměnného napětí - sinusovou hodnotu proudu.

Toto se zdá být ekvivalentním obvodem elektrického obvodu se střídavým proudem pro výpočet pomocí formulací založených na principech Ohmova zákona: R - odporová složka; C je kapacitní složka; L je indukční složka; EMF je zdrojem energie; I-proud

Jinými slovy, existuje účinek postupujících (zpožděných) proudových hodnot z hodnot napětí, který je doprovázen výskytem aktivních (odporových) a reaktivních (indukčních nebo kapacitních) kapacit.

Výpočet takových jevů se provádí pomocí vzorce:

Z = U / I nebo Z = R + J * (X_L - X_C)

kde: Z - impedance; R - aktivní zatížení; X_L , X_C - induktivní a kapacitní zátěž; J - koeficient.

Sériové a paralelní propojení prvků

Pro prvky elektrického obvodu (sekce obvodu) je charakteristickým momentem sériové nebo paralelní připojení.

V souladu s tím je každý typ připojení doprovázen odlišnou povahou proudu a napájecího napětí. V tomto ohledu se Ohmův zákon také používá různými způsoby, v závislosti na možnosti zahrnout prvky.

Rezistorový obvod

Ve vztahu k sériovému připojení (část obvodu se dvěma součástmi) se používá následující vzorec:

• I = i₁ = Já₂ ;
• U = U₁ + U₂ ;
• R = R₁ + R₂

Tato formulace jasně ukazuje, že bez ohledu na počet odporových komponent zapojených do série, proud protékající obvodem se nemění.

Spojení odporových prvků v obvodové části v sérii navzájem. Pro tuto možnost platí vlastní zákon o výpočtu. V diagramu: I, I1, I2 - proudový tok; R1, R2 - odporové prvky; U, U1, U2 - přivedené napětí

Velikost napětí přiváděného na existující odporové složky obvodu je součtem celkové hodnoty zdroje emf.

Napětí na každé jednotlivé součásti se rovná: Ux = I * Rx.

Celkový odpor by měl být považován za součet jmenovitých hodnot všech odporových součástí obvodu.

Obvod paralelně zapojených odporových prvků

V případě paralelního propojení odporových komponentů je následující vzorec považován za spravedlivý s ohledem na zákon německého fyzika Ohma:

• I = i₁ + Já₂ … ;
• U = U₁ = U₂ … ;
• 1 / R = 1 / R₁ + 1 / R₂ + …

Možnosti pro kompilaci úseků obvodu „smíšeného“ typu při paralelním a sériovém připojení nejsou vyloučeny.

Spojení odporových prvků v obvodu paralelně s sebou. Pro tuto možnost platí vlastní zákon o výpočtu. V diagramu: I, I1, I2 - proudový tok; R1, R2 - odporové prvky; U je součet napětí; A, B - vstupní / výstupní body

U takových možností se výpočet obvykle provádí počátečním výpočtem odporového hodnocení paralelního připojení. Potom se k výsledku přidá hodnota odporu zapojeného v sérii.

Integrální a diferenciální formy práva

Všechny výše uvedené body s výpočty platí pro podmínky, kdy jsou v elektrických obvodech použity vodiče „homogenní“ struktury.

Mezitím se v praxi musí často řešit konstrukce obvodu, kde se struktura vodičů mění v různých oblastech. Používají se například dráty s větším průřezem nebo naopak menší dráty vyrobené na základě různých materiálů.

Aby se zohlednily tyto rozdíly, existuje variace tzv. „Ohmova diferenciálního integrálního zákona“. U nekonečně malého vodiče se vypočte aktuální hustota proudu v závislosti na síle a vodivosti.

Podle diferenciálního výpočtu se použije vzorec: J = * * E

Pro integrální výpočet, respektive, znění: I * R = φ1 - φ2 + έ

Tyto příklady jsou však spíše blíže ke škole vyšší matematiky a ve skutečnosti se obyčejný elektrikář ve skutečnosti nepoužívá.

Závěry a užitečné video na toto téma

Podrobná analýza Ohmova zákona v níže uvedeném videu pomůže konečně upevnit znalosti tímto směrem.

Zvláštní lekce videa kvalitativně posiluje teoretickou písemnou prezentaci:

Práce elektrikáře nebo činnost elektronického inženýra je neoddělitelně spjata s okamžiky, kdy musíte skutečně dodržovat zákon Georga Ohma v akci. To jsou některé běžné pravdy, které by měl každý odborník vědět.

Rozsáhlé znalosti o této problematice nejsou nutné - stačí se naučit tři hlavní variace formulace, aby bylo možné úspěšně aplikovat v praxi.

Chcete doplnit výše uvedený materiál hodnotnými komentáři nebo vyjádřit svůj názor? Prosím, napište komentáře do bloku pod článkem. Máte-li jakékoli dotazy, zeptejte se našich odborníků.