Adatvédelem és sütik
Ez a webhely sütiket használ. A folytatással elfogadja azok használatát. További információ; például a sütik ellenőrzéséről.
George Simon Ohm, megfogalmazta 1827-ben az úgynevezett Ohm törvénye. Esetleg az elektronika egyik alaptörvénye.
Először matematikailag határozta meg az elektronika három fő fizikai mennyiségét:
- Feszültség (vagy Lehetséges különbség): Képviseli a "Az elektromos energia erőssége" a pozitív és a negatív pólus között. Hasonló a mágnesek pólusai között létezőhöz, amelyben a vonzás és az taszítás erői nem láthatók, de jelen vannak. A feszültség által képviselt erő a villamos energiát az áramkör vezetőin és elektronikus alkatrészein keresztül hajtja, működőképessé téve azt. Ben mérik Volt.
- Intenzitás (vagy Folyam): Az elektromos energia áramlását képviseli egy bizonyos ideig, vagyis a "Az elektromos energia körforgásának sebessége". Egy elektronikus áramkörben ez a sebesség változó, mivel a működéséhez energiára van szükség ahhoz, hogy egyes alkatrészeinél gyorsabban keringjen, mint másokon. Ben mérik Amper.
- Kitartás: Képviseli a "Ellenzék az elektromos áram átadásával". Az áram és a feszültség szabályozására szolgál, ahogy azt az elektronikus áramkör egyes elemei megkövetelik. Felesleges energiát szabadít fel hő formájában (Joule-effektus). Ben mérik Ohm.
A következő ábra hidraulikus hasonlatában a feszültséget (V) a víz magasságának, az ellenállást (R) a cső szélességének és az áramot (I) a víz, ami kijön.
A Ohm törvénye ezt a három fizikai mennyiséget kapcsolja össze, állítása a következő:
Az elektromos áramkör árama egyenesen arányos az alkalmazott potenciális különbséggel, és fordítottan arányos az áramkör egy jellemző tulajdonságával, amelyet ellenállásnak nevezünk.
Vagyis a feszültség növekedése (nagyobb vízmagasság) vagy az ellenállás csökkenése (szélesebb cső) az elektromos áram arányos növekedését (nagyobb vízáramlás) okozza
Matematikai megfogalmazása:
Ohm törvénye egy teljes áramkörre vagy annak egy részére vonatkozik. Elemezzük az áramkör azon részét, amelyet elemezünk, az mindig teljesülni fog.
Erősítsük a megszerzett ismereteket a következő példával: Képzelje el, hogy két tömlő van összekötve, az egyik szélesebb, mint a másik, és csatlakozik egy vízcsaphoz.
- A Feszültség Ez lenne az az erő, amellyel a víz kijön a csapból.
- A Folyam Ez a víz sebessége lenne, amikor áthalad az egyes tömlők belsején.
- A Kitartás ellentétes lenne a csatlakozóban lévő víz átfolyásával és a két tömlõ vastagságának különbségével.
Ebben a hidraulikus hasonlatban az áram az lenne folytasd, mivel a víz mindig ugyanabba az irányba halad. Ha a víz olyan gyakran változtatná keringési irányát, akkor az egyenértékű lenne a víz keringésével váltakozó áram.
Csak tájékoztatásképpen megjegyezzük, hogy az áramkörök elemzéséhez váltakozó áram a Kitartás (R) a Impedancia (Z), amely figyelembe veszi lemarad feszültség és intenzitás, valamint a elektromágneses mezők az áramkör elektronikus alkatrészeiben termelik. De az alapvető elektronikában a legnormálisabb az áramkörök elemzése DC vagy alkalmazzon egyszerűsítéseket, amelyek lehetővé teszik számunkra, hogy elemezzük őket, mintha azok lennének.
Mielőtt belekezdenénk a kérdésbe, kíváncsiság ..., hány elektron mozog a minimális elektromos töltés egységeként, amikor azt mondjuk, hogy a keringő áram 1 Amper?
Nos, kísérletileg a laboratóriumban mérve, nem kevesebb, mint megközelítőleg 6.241509 × 10 18 elektron másodpercenként.
Ennek a több mint 6 billió elektronnak az elektromos töltését nevezzük Coulomb. Ezért:
1 amper = 1 Coulomb x 1 másodperc
Tőle származik a Farad - egységként mérni a kondenzátorok. Vagy a A.h (Amp-óra) a tárolható villamos energia mennyiségének mérésére a dobok. Ezzel az információval most megtudhatja, hogy mennyi extra elektron van tárolva egy eszközben (negatív töltés), vagy mennyi elektronhiány halmozódik fel (pozitív töltés). A hidraulikus hasonlatban ez megegyezik a víztartályban felhalmozódott vízmennyiséggel.
Folytatjuk ... A Ohm törvénye amit láttunk korábban, értékeire megoldhatjuk Feszültség és a Kitartás. Ilyen módon, ismert vagy mért kettő közülük, kiszámíthatjuk a harmadikat.
Bár a képletet nem nehéz megjegyezni, van egy mnemonikus, amelyet a Ohm törvényháromszöge amely megkönnyíti annak használatát.
Ebben a háromszögben csak azt a változót kell lefednünk, amelyet ki akarunk számolni, és a másik két változó megjelenik az általuk elfoglalt pozícióval a megfelelő egyenletben.
Talán tisztábban látja a következő animációban:
Most nézzük meg, hogyan kell alkalmazni a törvényt egy egyszerű áramkörben:
Ha tudjuk, hogy az elektromos tápfeszültség 12 volt, az áramkör ellenállása pedig 10 ohm (a ohm az elektromos ellenállás mértékegysége és görög Ω betűvel ábrázolja, Ohm törvényét alkalmazva:
I = V/R = 12v/10Ω = 1,2 Amper
Többes áramkörben sorozatú ellenállások. Ha ismerjük a tápfeszültséget, akkor először kiszámoljuk a teljes egyenértékű ellenállás összeadva az összes sorozatos ellenállást. Ezzel az értékkel a Ohm törvénye Az előző példához hasonlóan, és ismerve az áramkörön keringő áramot, kiszámíthatjuk az egyes ellenállások feszültségét, amelyek összege, ha nem hibáztunk, a tápfeszültség lesz:
Áramkörrel ellenállások párhuzamosan, ismerjük az egyes ellenállások végeinek feszültségét, így könnyedén kiszámíthatjuk az mindegyiken átfolyó áramot. És ha kiszámoljuk a teljes egyenértékű ellenállás a az ellenállások számítási képletei párhuzamosan, ellenőrizhetjük, hogy a teljes ekvivalens ellenálláson átáramló áram megegyezik-e a korábban kiszámított áramok összegével, amelyek az egyes ellenállásokon keresztül áramlanak.
Bekapcsolt ellenállások vegyes áramkörében sorozat és párhuzamos, Alkalmazzuk a már megtanultakat, de az áramkört ellenállás aláramkörökre osztjuk, attól függően, hogy ezek hogyan kapcsolódnak össze.
Most valódi ellenállási áramkörökkel tesztelheti, ha George Simon Ohm Igaza volt, és a képletének alkalmazásával kiszámított értékek egybeesnek az általunk mért értékekkel. De előtte az nagyon fontos vegyen figyelembe egy másik tényezőt, amely kiegészíti az áramkör definícióját és ellenállásának értékeit. Beszélek a Erő az áramkörben elfogyasztott teljesítmény, amely ellenállások esetén teljesen hővé alakul.
1/8 wattos (W), 1/4 és 1/2 ellenállások állnak rendelkezésre, amelyek a leggyakoribbak (teljes értékcsomagokkal megvásárolhatók a amazon vagy eBay nagyon kedvező áron). És onnantól van 1 W, 2 W ... amennyire csak akarjuk. De minél nagyobb a teljesítmény, annál magasabbak a gazdasági költségek és annál nagyobb a méret. Ez a második érték, amely meghatározza az ellenállást, jelzi maximális teljesítmény-leadási képességét hő formájában anélkül, hogy megsemmisülne, mint az alábbi videóban.
"Az elektromos áramkörben elvezetett teljesítmény egyenesen arányos a keringő feszültséggel és árammal."
W (watt) = V (volt) x I (amper)
És a Ohm törvénye, integrálhatjuk a hatalmat a következő grafikonba, amely megkönnyíti az alkalmazandó képlet kiválasztását.
Így például a legegyszerűbb áramkörben, amelyet korábban egyetlen ellenállással elemeztünk, annak teljesítményének legalább:
W = V x I = 12v x 1,2A = 120 W
Mivel bizonyosan nincs ellenállása ennek a teljesítménynek, és ez nagyon terjedelmes is, a legjobb, ha a tesztekhez 1000 Ω = 1 KiloOhm = 1 KΩ-ot meghaladó ellenállást alkalmazunk, így az előző példában:
W = V x I = V x V/R = V2/R = 12 2/1000 = 0,144 W
1 KΩ-os ellenállás és legalább 1/4 W (0,250 W) felhasználásával a mérések és számítások a következők lennének:
Ugyanazon teljesítmény-számítást kell elvégezni az egyes ellenállásokra, amelyeket a valós áramkörökben használunk, és amelyeket gyakorolni.
Attól függően, hogy milyen segédprogramot szeretne neki adni, különböző típusú vagy ellenállású elektronikai ellenállások vannak.
Egyébként, hogy az elektromos ellenállás mértékegysége a Ohm Nem véletlen, tisztelgésként kapja ezt a nevet George Simon Ohm.
Ha szeretne még egy kicsit gyakorolni egyedül, letöltheti az alábbiakat a megoldott feladatok dokumentuma és a képletek összefoglalása (PDF formátum/10 oldal/689 KB).