В Интернете я наткнулся на изображение в виде круглой таблички, на которой удобно расположены виды закона Ома и закона Жюля Ленца и варианты математического преобразования. Эта таблица состоит из четырех несмежных областей и очень полезна для практического применения.
Закона Ома для участка цепи
В природе существует два основных типа: проводящий и непроводящий (диэлектрик). Они отличаются условиями, при которых электроны (электроны) могут проходить через них.
Проводящие материалы (например, медь, алюминий, графит) используются для получения электрических проводников, в которых электроны не связаны и могут свободно перемещаться.
В диэлектриках электроны закреплены за индивидами, поэтому электроны не могут проходить через них. Они используются для изоляции кабелей, входящих в состав электроприборов.
Для перемещения электронов к проводнику (чтобы они протекали по цепи) необходимо обеспечить условия. Для этого в начале цепи должен быть избыток электронов, а в конце — их дефицит. Для создания этих условий используются источники напряжения — аккумуляторы, батареи и электростанции.
Формула Закона Ома
В 1827 году Джордж Саймон Ом открыл закон электричества. В его честь назван закон и единица измерения сопротивления. Концепция закона заключается в следующем.
Чем толще трубка, тем выше давление воды в ней (чем больше диаметр трубки, тем меньше сопротивление воды). Представьте, что вода — это электроны (ток), чем толще кабель, тем больше напряжение (чем больше диаметр кабеля, тем меньше сопротивление току) — тем больше течет ток. Цепь.
Количество тока, протекающего через цепь, прямо пропорционально приложенному напряжению и обратно пропорционально величине сопротивления цепи.
I измеряется в амперах, обозначается буквой A- U измеряется в напряжении, обозначается буквой v- R измеряется в омах, а сопротивление обозначается омами.
Если вы знаете напряжение u и сопротивление R устройства, вы можете легко определить ток, протекающий по цепи, с помощью электронного калькулятора, используя приведенные выше типы.
Метод Ома используется для расчета электрических величин электрических кабелей, нагревателей и всех беспроводных электронных компонентов современного электронного оборудования, такого как компьютеры, телевизоры и мобильные телефоны.
Применение закона Ома на практике
На практике часто требуется определить не ток I, а величину сопротивления r. Используя разновидность метода Ома, сопротивление R можно рассчитать, зная ток I и напряжение u.
Например, если вы собираете нагрузочный блок для тестирования компьютерной электростанции, вам может понадобиться рассчитать значение сопротивления. Обычно на корпусе блока питания компьютера есть табличка с указанием максимального тока нагрузки для каждого напряжения. Просто введите напряжение и максимальный ток нагрузки в поле калькулятора, и результатом будет значение сопротивления нагрузки для данного напряжения. Например, при напряжении +5 В и максимальном токе 20 а сопротивление нагрузки составит 0,25 Ом.
Единица измерения: 2/4 | Номер символа: 1678 Источник: http: //remontnichok.ru/elektrichestvo/raschet-elektricheskogo-vtomata
Формулами
Электрические параметры всегда взаимосвязаны. Например, изменения в размере нагрузки отражаются на производительности других размеров. Затем эти изменения регулируются соответствующим законом, выраженным в уравнении. Таким образом, на практике для нахождения силы тока часто используется соответствующий тип.
Через заряд и время.
Вспомните определение (рис. 1): электроэнергия — это величина нагрузки, приводимая в движение силами электрического поля, которая движется в течение суток по времени в воображаемом трубопроводе, называемом переходящим участком трубопровода.
Рисунок 1.Определение тока.
Поэтому, если известна электрическая нагрузка, проходящая через проводник в течение некоторого времени, нетрудно найти значение нагрузки, проходящей через единицу времени.
Через мощность и напряжение
В паспорте электроприбора обычно указывается его номинальная мощность и параметры сети, в которой он работает. Имея в своем распоряжении эту информацию, вы можете рассчитать ток по типу: i = p/u.
Эта формула вытекает из типа расчета мощности: p = iu.
Через напряжение или мощность и сопротивление.
Мощность на участке цепи определяется по методу Ома. Для этого необходимо знать следующие параметры Сопротивление и напряжение этой секции. Тогда, i = u/r. Если известна мощность нагрузки, то ее можно выразить через квадрат тока на сопротивлении цепи: p = i 2 r, где
Для полной цепи этот показатель рассчитывается по закону Ома, но с учетом параметров источника питания.
Через ЭДС, внутреннее сопротивление и нагрузку r
Применяя закон Ома, адаптированный к полной цепи, можно рассчитать максимальный ток вида I = e / (r+r ‘), если известны параметры.
- Внешнее сопротивление проводника (R),…
- электропитание источника питания (e),.
- внутреннее сопротивление источника с HED (r ‘).
Обратите внимание! Фактический источник питания имеет внутреннее сопротивление. Это связано с тем, что в электрической цепи ток может быть уменьшен путем увеличения сопротивления источника питания или уменьшения HED. Увеличение внутреннего сопротивления приводит к разрядке аккумулятора и уменьшению
Закон Джоуля-Ленца.
По-видимому, нет никакой практической пользы в расчете тока для количества тепла, вырабатываемого при нагреве трубопровода. Однако это не так. Давайте рассмотрим это на примере.
Предположим, вы хотите найти силу тока при работе электрического чайника. Для этого 1 кг воды доводят до кипения и засекают время в секундах. Предположим, что начальная температура равна 10ºC. Тогда q = cm(t -t0) = 4 200 Дж/кг х 1 кг (100-10) = 378 000 Дж
Человек исходит из закона Джоуля-Ленца (рис. 2):.
Измерив сопротивление электрического устройства и подставив это значение в уравнение, получают величину потребляемого тока.
Измерительными приборами
Если у вас есть измерительный прибор, найти силу тока очень просто. Все, что вам нужно сделать, это правильно измерить его и не забывать обращать внимание на правила безопасности.
Амперметры.
При использовании амперметра следует помнить, что вольтметры подключаются рядами. Внутреннее сопротивление амперметра настолько мало, что его легко разрушить при измерении сверх расчетной цены.
Схема подключения амперметра показана на рисунке 3. Обратите внимание, что на измеряемом участке электрической цепи всегда должна быть нагрузка.
Рис. 3. Схема подключения амперметра
Большинство аналоговых амперметров, таких как показанные на рис. 4, предназначены для измерений в цепях постоянного тока.
Рис. 4.Аналоговый амперметр.
Наблюдайте за распределением шкалы амперметра. Первое значение деления равно 50 A, а все последующие значения равны 10 A. Максимальное значение, которое может быть измерено этим амперметром, не должно превышать 300 А. Для измерения электрических величин на меньших или больших участках используйте соответствующее оборудование, предназначенное для этих участков. В этом отношении гибкость амперметров ограничена.
При измерении постоянного тока при подключении амперметра необходимо соблюдать полярность детектора. Для подключения прибора необходимо отключить цепь. Это не всегда удобно. Расчеты тока на основе типа иногда предпочтительнее, особенно когда измерения необходимо проводить в сложных электрических цепях.
Мультиметры.
Преимущество мультиметров в том, что они многофункциональны. Современные мультиметры являются цифровыми. Они оснащены функциями измерения постоянного и переменного тока. В режиме измерения тока измеритель подключается к цепи так же, как и амперметр.
Перед подключением мультиметра к цепи всегда проверяйте функцию измерения и выбирайте диапазон измерения, превышающий ожидаемый ток. После первого измерения можно переключиться в режим нижнего диапазона.
Для переменного напряжения переключитесь в соответствующий режим. Когда цифры перестанут мигать, считайте значение с экрана.
Примеры
На простом примере покажите, как формула может быть использована для решения текущей вычислительной задачи.
Три резистора соединены параллельно в цепи (см. рисунок 5). Сопротивление резисторов равно: R1 =5 Омс-Р2 =25 Омс-Р3 = 50 Ом.Если поддерживается постоянное напряжение 100 В, необходимо рассчитать ток через каждый резистор и секцию.
Рис. 5.Пример 1.
Решение: если элементы нагрузки соединены параллельно, то U = const, т.е. напряжение одинаково на всех резисторах и составляет 100 В. Тогда, согласно закону Ома, I = U / R
Для расчета параметров, необходимых для всей цепи, необходимо знать общее сопротивление цепи. Если элементы нагрузки в цепи соединены параллельно, то их общее сопротивление составляет
1 / R = 1/5 + 1/25 + 1/50 = 13 / 50- R = 50 /13 ≈ 3,85 (Ом)
Тогда: I = U / R = 100 В/3,85 Ом ≈ 26 А.
- Ток резистора: I1 = 20 A; I2 = 4 A- I3 = 2А.
- Ток через эту цепь составляет 26 A.
Мощность чайника составляет 2 кВт. Чайник питается от городской сети 220 В. Сколько энергии потребляет это устройство?
Для нахождения напряжения и тока, содержащего мощность, используйте формулу: I =P/U.
- Переведите 2 кВт в ватты: 2 кВт = 2000 Вт.
- Замените данные: I = 2 000Вт/220В≈9А
- Ответ: нагревательный элемент электрочайника рассчитан на 9 А.
Если известно, что сопротивление 5 Ом, АДР источника питания 6 В, а внутреннее сопротивление 1 Ом, рассчитайте ток в цепи.
Примените закон Ома к полной цепи и напишите: I =ε/(R + r’)
Ответ: Ток равен 1 A.
Если сопротивление нагревательного элемента составляет 40 Ω, сколько энергии будет потреблять электроплита за 2 часа работы?
В момент времени t электричество совершает работу A = U * I*t.
Напряжение в сети известно — оно составляет 220 В. Найдите силу тока по следующей формуле: I = U / R, тогда A = (U 2 / R)*t или
A = ((220 В) 2/40 Ом) * 2ч = 2420 Втч = 2,42 кВтч
ОТВЕТ: электроплита потребляет 2,42 кВт/ч электроэнергии за два часа работы.
Применяя формулы для расчета параметров электричества с использованием основных законов физики, можно найти неизвестные данные о цепях и приборах и их компонентах, чтобы оценить их состояние. В отдельных случаях необходимо определить известные параметры тока, которые могут быть использованы в дальнейших расчетах. Обычно это напряжение, мощность или сопротивление нагрузки.
Если можно обойтись без измерений амперметром, лучше всего полагаться на расчеты, даже если требуется измерение напряжения. Такие измерения можно проводить без прерывания цепи. Это невозможно выполнить с помощью амперметра.
