Ohms lag för växelströmmar. Ohms lag
Ohms lag upptäcktes av den tyske fysikern Georg Ohm 1826 och har sedan dess använts i stor utsträckning inom elektroteknikområdet i teori och praktik. Det uttrycks känd formel, med vilken du kan utföra beräkningar av nästan vilken elektrisk krets som helst. Men Ohms lag för växelström har sina egna egenskaper och skillnader från likströmsanslutningar, bestämt av närvaron av reaktiva element. För att förstå kärnan i hans arbete måste du gå igenom hela kedjan, från enkel till komplex, med början med en separat del av den elektriska kretsen.
Ohms lag för en del av en krets
Ohms lag anses fungera för olika alternativ elektriska kretsar. Mest av allt är det känt med formeln I = U / R, applicerad på en separat sektion av en DC- eller AC-krets.
Den innehåller definitioner som ström (I), mätt i ampere, spänning (U), mätt i volt och resistans (R), mätt i ohm.
Den utbredda definitionen av denna formel uttrycks av det välkända konceptet: strömstyrkan är direkt proportionell mot spänningen och omvänt proportionell mot motståndet på en specifik del av kretsen. Om spänningen ökar, ökar också strömstyrkan, och ökningen av motståndet, tvärtom, minskar strömmen. Motståndet på detta segment kan inte bara bestå av en utan också av flera element kopplade till varandra.
Ohms lag formel för likström kan enkelt memoreras med hjälp av den speciella triangeln som visas i den allmänna figuren. Den är uppdelad i tre sektioner, som var och en innehåller en separat parameter. En sådan ledtråd gör det enkelt och snabbt att hitta önskat värde... Den önskade indikatorn stängs med ett finger, och åtgärderna med de återstående utförs beroende på deras position i förhållande till varandra.
Om de ligger på samma nivå måste de multipliceras, och om de är på olika nivåer delas den övre parametern med den nedre. Den här metoden kommer att hjälpa till att undvika förvirring i beräkningar för nybörjare elektriker.
Ohms lag för en komplett krets
Det finns vissa skillnader mellan ett segment och en hel kedja. En del av den allmänna kretsen som ligger i själva strömkällan eller spänningskällan betraktas som en sektion eller ett segment. Den består av ett eller flera element kopplade till en strömkälla på olika sätt.
Det kompletta kedjesystemet är allmän ordning, bestående av flera kedjor, inklusive batterier, olika typer laster och ledningar som förbinder dem. Den fungerar också enligt Ohms lag och används flitigt i praktiken, bland annat för växelström.
Principen för Ohms lags funktion i en komplett DC-krets kan tydligt ses när man utför ett enkelt experiment. Som figuren visar kommer detta att kräva en strömkälla med en spänning U vid dess elektroder, eventuellt konstant motstånd R och anslutningsledningar. Som motstånd kan du ta en vanlig glödlampa. Genom dess glödtråd kommer en ström att flyta, skapad av elektroner som rör sig inuti metallledaren, i enlighet med formeln I = U / R.
Det gemensamma kretssystemet kommer att bestå av en yttre sektion som inkluderar ett motstånd, anslutningsledningar och batterikontakter, och en inre sektion placerad mellan strömkällans elektroder. En ström som bildas av joner med positiva och negativa laddningar kommer också att flyta genom den inre sektionen. Katoden och anoden kommer att börja ackumulera laddningar med plus och minus, varefter det kommer att uppstå bland dem.
Den fulla rörelsen av joner kommer att hindras av det interna motståndet hos batteriet r, vilket begränsar strömutgången till den externa kretsen och minskar dess effekt till en viss gräns... Följaktligen passerar strömmen i den gemensamma kretsen inom de interna och externa kretsarna och övervinner växelvis totalt motstånd segment (R + r). Storleken på strömmen påverkas av ett sådant koncept som elektromotorisk kraft - EMF applicerad på elektroderna, indikerad med symbolen E.
EMF-värdet kan mätas vid batteripolerna med en voltmeter med den externa kretsen frånkopplad. Efter anslutning av lasten visas en spänning U på voltmätaren. Således, när lasten är frånkopplad U = E, vid anslutning yttre kontur U< E.
EMF ger en impuls till rörelsen av laddningar i en komplett krets och bestämmer strömstyrkan I = E / (R + r). Denna formel återspeglar Ohms lag för en komplett elektrisk likströmskrets. Tecken på de inre och yttre konturerna är tydligt synliga i den. Om lasten kopplas bort kommer laddade partiklar fortfarande att röra sig inuti batteriet. Detta fenomen kallas självurladdningsström, vilket leder till onödig förbrukning av katodmetallpartiklar.
Under påverkan av kraftkällans inre energi orsakar motståndet uppvärmning och dess ytterligare förlust utanför elementet. Efter hand försvinner batteriladdningen helt utan rester.
Ohms lag för en växelströmskrets
Ohms lag kommer att se annorlunda ut för AC-kretsar. Om vi tar formeln I = U / R som grund, så bortsett från aktivt motstånd R, induktiva XL- och kapacitiva XC-resistanser, som är reaktiva, läggs till den. Liknande elektriska kretsar de används mycket oftare än anslutningar med bara ett aktivt motstånd och låter dig beräkna alla alternativ.
Detta inkluderar även parametern ω, som är nätets cykliska frekvens. Dess värde bestäms av formeln ω = 2πf, där f är frekvensen för detta nätverk (Hz). Med konstant ström kommer denna frekvens att vara noll, och kapacitansen kommer att anta ett oändligt värde. V I detta fall den elektriska DC-kretsen kommer att brytas, det vill säga det finns ingen reaktans.
En AC-krets skiljer sig inte från en DC-krets, med undantag för spänningskällan. Allmän formel förblir densamma, men med tillägg av reaktiva element kommer dess innehåll att förändras helt. Parametern f kommer inte längre att vara noll, vilket indikerar närvaron av reaktans. Det påverkar också strömmen som flyter i kretsen och orsakar resonans. Symbolen Z används för att indikera loopimpedans.
Det markerade värdet kommer inte att vara lika med det aktiva motståndet, det vill säga Z ≠ R. Ohms lag för växelström kommer nu att se ut som formeln I = U / Z. Kunskap om dessa funktioner och korrekt användning formler hjälper till att undvika fel beslut elektriska uppgifter och förhindra fel enskilda element kontur.
Relationer härleddes som kopplade amplituderna av växelströmmar och spänningar över motståndet, kondensatorn och induktorn: R I R = U R; 1 ω C I C = U C; ω L I L = U L.
Dessa förhållanden i åtanke liknar Ohms lag för en sektion av en likströmskrets, men först nu inkluderar de inte värdena för konstanta strömmar och spänningar i sektionen av kretsen, men amplitudvärden för växelströmmar och spänningar.
Kvoten (*) uttrycker Ohms lag för en sektion av en växelströmskrets som innehåller ett av elementen R, L och C... Fysiska kvantiteter R 1 ω C och ω L kallas motståndets aktiva resistans, kapacitivt motstånd kondensator och induktiv reaktans spolar.
När en växelström flyter genom en del av kretsen, fungerar det elektromagnetiska fältet, och joulevärme frigörs i kretsen. Den momentana effekten i växelströmskretsen är lika med produkten av de momentana värdena för ström och spänning: p = J ċ u... Av praktiskt intresse är effektvärdet medelvärde över växelströmsperioden P = P cf = I 0 U 0 cos ω t cos (ω t + φ) ¯.
Här jag 0 och U 0 - amplitudvärden för ström och spänning på en given sektion av kretsen, φ - fasförskjutning mellan ström och spänning. Stapeln betyder medelvärdestecknet. Om sektionen av kretsen endast innehåller ett motstånd med resistans R, sedan fasförskjutningen φ = 0 : P R = I R U R cos 2 ω t ¯ = I R U R 2 = I R 2 R 2.
För att detta uttryck till utseendet ska sammanfalla med formeln för likström, begreppen agerande eller effektiva värden ström och spänningsstyrka: I d = I 0 2; U d = U 0 2.
Den genomsnittliga växelströmseffekten i sektionen av kretsen som innehåller motståndet är lika med P R = I d U d.
Om sektionen av kretsen endast innehåller en kondensator C, då är fasförskjutningen mellan ström och spänning φ = π 2. Därför är P C = I C U C cos ω t cos (ω t + π 2) ¯ = I C U C cos ω t (- sin ω t) ¯ = 0.
På samma sätt kan man visa det P L = 0.
Effekten i växelströmskretsen allokeras således endast vid det aktiva motståndet. Den genomsnittliga växelströmseffekten över kondensatorn och induktorn är noll.
Överväg nu elektrisk krets bestående av ett seriekopplat motstånd, kondensator och spole. Kretsen är ansluten till en växelströmskälla med frekvensen ω. Samma ström flyter i alla seriekopplade sektioner av kretsen. Mellan spänning extern källa e (t) och nuvarande J (t) en fasförskjutning sker med någon vinkel φ. Därför kan vi skriva J(t) = Io cos ωt; e (t) =ℰ 0 cos (ωt + φ).
En sådan registrering av momentana ström- och spänningsvärden motsvarar konstruktionerna i vektordiagrammet (Fig. 2.3.2). Medeleffekten som utvecklas av AC-källan är P = I 0 ℰ 0 cos ω t cos (ω t + φ) ¯ = I 0 ℰ 0 2 cos φ = I d ℰ d cos φ.
Som du kan se från vektordiagrammet, U R =ℰ 0 cos φ, därför P = I 0 U R 2. Därför frigörs all kraft som utvecklas av källan i form av Joule-värme över motståndet, vilket bekräftar den tidigare slutsatsen.
I § 2.3 härleddes förhållandet mellan strömmens amplituder jag 0 och spänning ℰ 0 för seriell RLC-kedjor: I 0 = ℰ 0 R 2 + (ω L - 1 ω C) 2.
Värdet Z = R 2 + (ω L - 1 ω C) 2 kallas impedansen för växelströmskretsen. En formel som uttrycker förhållandet mellan amplitudvärden ström och spänning i kretsen kan skrivas som ZI 0 =ℰ 0 .
Detta förhållande kallas Ohms lag för en växelströmskrets. Formlerna (*) som ges i början av detta avsnitt uttrycker speciella fall av Ohms lag (**).
Begreppet impedans spelar en viktig roll i designen av AC-kretsar. För att bestämma impedansen för en krets är det i många fall bekvämt att använda den visuella metoden för vektordiagram. Betrakta som ett exempel en parallell RLC- en krets ansluten till en extern AC-källa (Fig. 2.4.1).
Parallell RLC-krets
När man konstruerar ett vektordiagram bör man komma ihåg att med en parallellkoppling, spänningen på alla element R, C och L samma och lika med spänningen för den externa källan. Strömmarna som flyter i olika grenar av kretsen skiljer sig inte bara i amplitudernas värden, utan också i fasförskjutningarna i förhållande till den applicerade spänningen. Så impedans kedjor kan inte beräknas enligt lag parallellkoppling DC-kretsar... Vektordiagram för parallell RLC- Konturen visas i fig. 2.4.2.
Vektordiagram för en parallell RLC-krets Det följer av diagrammet: I 0 = ℰ 0 (1 R) 2 + (ω L - 1 ω C) 2.
Därför impedansen av parallellen RLC-kontur uttrycks av relationen Z = 1 (1 R) 2 + (ω L - 1 ω C) 2.
På parallell resonans (ω 2 = 1 / LC) kretsens impedans tar maximalt värde lika med motståndets aktiva resistans: Z = Z max = R.
Fasförskjutningen φ mellan ström och spänning vid parallellresonans är noll.
Ohms lag kallas ofta för elektricitetens grundläggande lag. Den berömda tyske fysikern Georg Simon Ohm, som upptäckte det 1826, etablerade förhållandet mellan de huvudsakliga fysiska kvantiteterna i en elektrisk krets - motstånd, spänning och ström.
Elektrisk krets
För att bättre förstå innebörden av Ohms lag måste du förstå hur en elektrisk krets fungerar.
Vad är en elektrisk krets? Detta är den väg som elektriskt laddade partiklar (elektroner) färdas i en elektrisk krets.
För att en ström ska existera i en elektrisk krets är det nödvändigt att ha en enhet i den som skulle skapa och upprätthålla en potentialskillnad i kretsens delar på grund av krafter av icke-elektriskt ursprung. En sådan anordning kallas konstant strömkälla, och tvingar - yttre krafter.
Den elektriska kretsen som strömkällan finns i ringer jag T komplett elektrisk krets. Kraftkällan i en sådan krets fyller ungefär samma funktion som en pump som pumpar vätska i ett slutet hydraulsystem.
Den enklaste slutna elektriska kretsen består av en källa och en konsument elektrisk energi sammankopplade med ledare.
Parametrar för elektriska kretsar
Ohm härledde sin berömda lag experimentellt.
Låt oss göra ett enkelt experiment.
Låt oss montera en elektrisk krets, där batteriet kommer att vara strömkällan, och amperemetern kopplad i serie till kretsen som strömmätningsanordning. Lasten är en trådspiral. Spänningen kommer att mätas med en voltmeter kopplad parallellt med spiralen. Låt oss avsluta med med hjälp av nyckeln, den elektriska kretsen och skriv ner avläsningarna för enheterna.
Låt oss ansluta den andra med exakt samma parametrar till det första batteriet. Låt oss stänga kretsen igen. Enheterna kommer att visa att både strömmen och spänningen har fördubblats.
Om du lägger till ett till av samma till 2 batterier kommer strömmen att tredubblas, spänningen kommer också att tredubblas.
Slutsatsen är uppenbar: strömmen i en ledare är direkt proportionell mot spänningen som appliceras på ledarens ändar.
Enligt vår erfarenhet förblev storleken på motståndet konstant. Vi ändrade bara storleken på strömmen och spänningen på sektionen av ledaren. Låt oss bara lämna ett batteri. Men som en last kommer vi att använda spiraler från olika material... Deras motstånd är olika. Genom att ansluta dem en efter en kommer vi också att spela in enheternas avläsningar. Vi kommer att se att det är tvärtom här. Ju högre resistansvärde, desto lägre strömstyrka. Strömmen i kretsen är omvänt proportionell mot resistansen.
Så vår erfarenhet gjorde det möjligt för oss att fastställa beroendet av strömstyrkan på storleken på spänningen och motståndet.
Ohms upplevelse var förstås annorlunda. På den tiden fanns inte amperemetrar, och för att mäta strömstyrkan använde Ohm en Coulomb-torsionsvåg. Strömkällan var ett Volta-element gjord av zink och koppar, som fanns i en lösning av saltsyra. Koppartråd placeras i koppar med kvicksilver. Ändarna av ledningarna från strömkällan fördes också dit. Trådarna hade samma tvärsnitt, men olika längder. På grund av detta ändrades storleken på motståndet. Omväxlande kopplade olika ledningar till kedjan observerade vi magnetnålens rotationsvinkel i en torsionsbalans. Egentligen var det inte själva strömstyrkan som mättes, utan förändringen i strömmens magnetiska verkan på grund av införandet av ledningar med olika motstånd i kretsen. Om kallade detta "förlust av styrka."
Men på ett eller annat sätt tillät vetenskapsmannens experiment honom att härleda sin berömda lag.
Georg Simon Ohm
Ohms lag för en komplett krets
Under tiden såg formeln som Ohm själv härledde ut så här:
Detta är inget annat än Ohms lagformel för en komplett elektrisk krets: "Strömmen i kretsen är proportionell mot EMF som verkar i kretsen och är omvänt proportionell mot summan av resistanserna i den externa kretsen och källans inre resistans».
I Ohms experiment, kvantiteten X visade förändringen i strömmens storlek. I den moderna formeln motsvarar den den nuvarande styrkanjag flyter i kedjan. Magnituden a kännetecknar egenskaperna hos spänningskällan, vilket motsvarar den moderna beteckningen elektromotorisk kraft (EMF) ε ... Kvantitetens värdel berodde på längden på ledarna som förbinder elementen i den elektriska kretsen. Detta värde var analogt med motståndet hos en extern elektrisk kretsR ... Parameter b karakteriserade egenskaperna hos hela den anläggning på vilken experimentet utfördes. I modern beteckning är detr – internt motstånd nuvarande källa.
Hur är den moderna formeln för Ohms lag för en komplett kedja härledd?
Källans EMF är lika med summan av spänningsfallet på den externa kretsen (U ) och vid själva källan (U 1 ).
ε = U + U 1 .
Ohms lag jag = U / R följer det U = jag · R , a U 1 = jag · r .
Genom att ersätta dessa uttryck med det föregående får vi:
ε = I R + I r = I (R + r) , var
Enligt Ohms lag är spänningen i den externa kretsen lika med produkten av strömstyrkan och resistansen. U = I R. Det är alltid mindre än källans emk. Skillnaden är lika med värdet U 1 = I r .
Vad händer när ett batteri eller ett uppladdningsbart batteri är igång? När batteriet laddas ur ökar dess inre motstånd. Därför ökar U 1 och minskar U .
Den fullständiga Ohms lag förvandlas till Ohms lag för en del av kretsen om källparametrarna tas bort från den.
Kortslutning
Men vad händer om motståndet i den externa kretsen plötsligt blir noll? I vardagen kan vi observera detta om till exempel ledningarnas elektriska isolering är skadad, och de stängs ihop. Det finns ett fenomen som kallas kortslutning... Strömmen ringde chockad kortslutning kommer att bli extremt stor. Samtidigt kommer det att sticka ut Ett stort antal värme som kan orsaka brand. För att förhindra att detta händer placeras enheter som kallas säkringar i kretsen. De är utformade på ett sådant sätt att de kan bryta den elektriska kretsen vid kortslutning.
Ohms lag för växelström
I kedjan växelspänning utöver det vanliga aktiva motståndet finns det reaktans(kapacitans, induktans).
För sådana kedjor U = jag · Z , var Z - impedans, inklusive aktiva och reaktiva komponenter.
Men hög reaktans ägs av kraftfulla elbilar och kraftverk. V hushållsprodukter som omger oss är den reaktiva komponenten så liten att den kan ignoreras och användas för beräkningar enkel form Ohms lagregister:
jag = U / R
Makt och Ohms lag
Ohm fastställde inte bara förhållandet mellan spänning, ström och resistans i en elektrisk krets, utan härledde också en ekvation för att bestämma effekt:
P = U · jag = jag 2 · R
Som du kan se, ju mer ström eller spänning, desto mer effekt. Eftersom en ledare eller ett motstånd inte är en nyttolast, anses strömmen som faller på den vara effektbortfall. Det går till att värma ledaren. Och ju större resistans en sådan ledare har, desto mer ström går förlorad på den. För att minska värmeförlusten används lägre motståndsledare i kretsen. Detta görs till exempel i kraftfulla ljudsystem.
Istället för en epilog
Ett litet tips till dig som är förvirrad och inte kommer ihåg Ohms lagformel.
Dela triangeln i 3 delar. Hur vi gör detta är dessutom helt oviktigt. Låt oss i var och en av dem skriva de mängder som ingår i Ohms lag - som visas i figuren.
Låt oss stänga värdet som ska hittas. Om de återstående värdena är på samma nivå, måste de multipliceras. Om de är placerade på olika nivåer måste värdet ovanför delas med det lägre.
Ohms lag tillämpas brett i praktiken inom design elektriska nätverk i produktionen och i vardagen.
I naturen finns det två huvudtyper av material, ledande och icke-ledande (dielektriska). Dessa material skiljer sig åt i närvaro av villkor för rörelse av elektrisk ström (elektroner) i dem.
Ledande material (koppar, aluminium, grafit och många andra) gör elektriska ledare, i dem är elektroner inte bundna och kan röra sig fritt.
I dielektrikum är elektroner hårt bundna till atomer, så ingen ström kan flyta i dem. De gör isolering för ledningar, delar av elektriska apparater.
För att elektronerna ska börja röra sig i ledaren (strömmen flyter genom kretsens sektion) måste de skapa förutsättningar. För att göra detta måste det finnas ett överskott av elektroner i början av kedjesektionen och en brist i slutet. För att skapa sådana förhållanden används spänningskällor - ackumulatorer, batterier, kraftverk.
År 1827 Georg Simon Ohm upptäckte lagen om elektrisk ström. Hans namn gavs till lagen och måttenheten för motståndets storlek. Innebörden av lagen är följande.
Ju tjockare röret och ju större vattentrycket i vattenförsörjningen (med en ökning av rörets diameter minskar motståndet mot vatten), desto mer vatten kommer att flöda. Om vi föreställer oss att vatten är elektroner ( elektricitet), då ju tjockare tråden är och ju högre spänningen (med en ökning av trådens tvärsnitt minskar motståndet mot ström) - mer aktuellt kommer att flyta genom sektionen av kedjan.
Styrkan hos strömmen som flyter genom en elektrisk krets är direkt proportionell mot den applicerade spänningen och omvänt proportionell mot värdet på kretsens resistans.
Var jag- Strömstyrka, mätt i ampere och betecknad med bokstaven A; U V; R- motstånd, mätt i ohm och betecknat Ohm.
Om matningsspänningen är känd U och apparatens motstånd R, använd sedan formeln ovan och använd kalkylator online, är det lätt att bestämma styrkan på strömmen som flyter genom kretsen jag.
Ohms lag används för att beräkna elektriska parametrar elektriska ledningar, värmeelement, alla moderna radioelement elektronisk utrustning oavsett om det är en dator, tv eller mobiltelefon.
Tillämpning av Ohms lag i praktiken
I praktiken är det ofta nödvändigt att inte bestämma strömstyrkan jag och resistansvärdet R... Genom att transformera Ohms lagformel kan du beräkna resistansvärdet R känna till strömmen jag och spänningsvärde U.
Motståndsvärdet kan behöva beräknas till exempel vid tillverkning av ett lastblock för att testa datorns strömförsörjning. Det finns vanligtvis en namnskylt på datorns strömförsörjningsfodral, som visar den maximala belastningsströmmen för varje spänning. Det räcker med att ange spänningsvärdena och den maximala belastningsströmmen i kalkylatorfälten, och som ett resultat av beräkningen får vi värdet på belastningsmotståndet för en given spänning. Till exempel, för en spänning på +5 V med en maximal ström på 20 A, kommer belastningsresistansen att vara 0,25 Ohm.
Joule-Lenz lagformel
Vi beräknade storleken på motståndet för att göra en belastningsenhet för datorns strömförsörjning, men vi måste fortfarande bestämma vilket motstånd som ska ha effekt? En annan fysiklag kommer att hjälpa här, som, oberoende av varandra, upptäcktes samtidigt av två fysiker. 1841 James Joule och 1842 Emil Lenz. Denna lag är uppkallad efter dem - Joule-Lenz lag.
Effektförbrukningen för en last är direkt proportionell mot den applicerade spänningen och strömmen som flyter. Med andra ord, när spänningen och strömvärdet ändras kommer även strömförbrukningen att ändras proportionellt.
var P- effekt, mätt i watt och betecknad W;
U- spänning, mätt i volt och betecknad med bokstaven V;
jag- Strömstyrka, mätt i ampere och betecknad med bokstaven A.
Genom att känna till matningsspänningen och strömmen som förbrukas av den elektriska apparaten kan du använda formeln för att bestämma hur mycket ström den förbrukar. Det räcker med att ange data i rutorna under den givna online-kalkylatorn.
Joule-Lenz-lagen tillåter dig också att ta reda på strömmen som förbrukas av en elektrisk apparat med kunskap om dess ström och matningsspänning. Mängden ström som förbrukas är nödvändig, till exempel för att välja trådens tvärsnitt vid läggning av elektriska ledningar eller för att beräkna betyget.
Låt oss till exempel beräkna strömförbrukningen för en tvättmaskin. Enligt passet är strömförbrukningen 2200 W, spänningen i hushållets strömförsörjning är 220 V. Vi ersätter data i kalkylatorns fönster, vi får det tvättmaskin förbrukar en ström på 10 A.
Ett annat exempel, du bestämde dig för att installera en extra strålkastare eller ljudförstärkare i din bil. Genom att känna till strömförbrukningen för den installerade elektriska apparaten är det lätt att beräkna strömförbrukningen och välja rätt trådtvärsnitt för anslutning till bilens ledningar. Antag att den extra strålkastaren förbrukar 100 W (effekten av glödlampan installerad i strålkastaren), den inbyggda spänningen i bilens nätverk är 12 V. Vi ersätter effekt- och spänningsvärdena i kalkylatorns fönster, vi får det den nuvarande förbrukningen blir 8,33 A.
Efter att ha räknat ut bara två enkla formler kan du enkelt beräkna strömmarna som flyter genom ledningarna, strömförbrukningen för alla elektriska apparater - du kommer praktiskt taget att börja förstå grunderna i elektroteknik.
Konverterade Ohms lag och Joule-Lenz lagformler
Jag mötte på Internet en bild i form av en rund platta, där formlerna för Ohms lag och Joule-Lenz lag och varianter av den matematiska omvandlingen av formler är välplacerade. Plattan representerar fyra orelaterade sektorer och är mycket bekväm för praktisk användning.
Från tabellen är det lätt att välja en formel för att beräkna den nödvändiga parametern för en elektrisk krets med två andra kända. Till exempel måste du bestämma produktens strömförbrukning genom den kända kraften och spänningen i försörjningsnätverket. Enligt tabellen i den aktuella sektorn ser vi att formeln I = P / U är lämplig för beräkningen.
Och om du behöver bestämma spänningen för försörjningsnätverket U med värdet på strömförbrukningen P och värdet på strömmen I, kan du använda formeln för den nedre vänstra sektorn, formeln U = P / I kommer att göra .
De mängder som ersätts i formlerna måste uttryckas i ampere, volt, watt eller ohm.
Ohms lag är en av de grundläggande lagarna inom elektroteknik. Det är ganska enkelt och används för att beräkna nästan vilken elektrisk krets som helst. Men denna lag har några funktioner för arbete i AC- och DC-kretsar i närvaro av reaktiva element i kretsen. Dessa egenskaper måste alltid komma ihåg.
Det klassiska schemat av Ohms lag ser ut så här:
Och det låter ännu enklare - strömmen som flyter i kretsens sektion kommer att vara lika med förhållandet mellan kretsens spänning och dess motstånd, vilket uttrycks med formeln:
Men vi vet att förutom det aktiva motståndet R, finns det också reaktansen för induktansen X L och kapacitansen X C. Men du måste erkänna att elektriska kretsar med rent aktivt motstånd är extremt sällsynta. Låt oss betrakta en krets där induktor L, kondensator C och motstånd R är seriekopplade:
Förutom det rent aktiva motståndet R har induktansen L och kapacitansen C också reaktanserna X L och X C, som uttrycks med formlerna:
Där ω är nätverkets cykliska frekvens lika med ω = 2πf. f är nätfrekvensen i Hz.
För likström är frekvensen noll (f = 0), respektive induktansens reaktans blir noll (formel (1)), och kapacitansen - oändlighet (2), vilket kommer att leda till ett brott i den elektriska kretsen . Därför kan vi dra slutsatsen att reaktansen av elementen i kretsarna konstant spänning saknas.
Om vi betraktar en klassisk elektrisk krets med växelström, kommer den praktiskt taget inte att skilja sig från likström, bara av en spänningskälla (istället för konstant - växelström):
Följaktligen kommer formeln för en sådan kontur att förbli densamma:
Men om vi komplicerar kretsen och lägger till reaktiva element till den:
Situationen kommer att förändras dramatiskt. Nu är f inte lika med noll för oss, vilket signalerar att förutom aktiv även reaktans införs i kretsen, vilket också kan påverka mängden ström som flyter i kretsen och. Nu är slingans impedans (betecknad som Z) och den är inte lika med den aktiva Z ≠ R. Formeln kommer att ha följande form:
Följaktligen kommer formeln för Ohms lag att ändras något:
Varför är det viktigt?
Att känna till dessa nyanser gör att du kan undvika allvarliga problem som kan uppstå med fel tillvägagångssätt för att lösa vissa elektriska problem. Till exempel en induktansspole med följande parametrar: f nom = 50 Hz, U nom = 220 V, R = 0,01 Ohm, L = 0,03 H. Strömmen som flyter genom denna spole kommer att vara lika stor.