Поверителност и бисквитки

Този сайт използва бисквитки. Продължавайки, вие се съгласявате с тяхното използване. Получете повече информация; например за това как да контролирате бисквитките.

блог

Джордж Саймън Ом, формулира през 1827 г. това, което е известно като Законът на Ом. Вероятно един от основните закони на електрониката.

Той първо математически дефинира трите основни физически величини на електрониката:

  • Волтаж (или Потенциална разлика): Представлява "Сила на електрическата енергия" между положителния и отрицателния полюс. Той е подобен на този, който съществува между полюсите на магнити, в който силите на привличане и отблъскване са невидими, но присъстват. Силата, представена от напрежението, задвижва електричеството през проводниците и електронните компоненти на веригата, което я кара да работи. Измерва се в Волта.
  • Интензивност (или Поток): Представлява потока на електрическа енергия през определен период от време, т.е. "Скорост, с която циркулира електрическата енергия". В електронна схема тази скорост е променлива, тъй като за да функционира, тя се нуждае от енергия, за да циркулира по-бързо през някои от компонентите си, отколкото през други. Измерва се в Усилватели.
  • Издръжливост: Представлява "Противодействие на преминаването на електрическа енергия". Използва се за регулиране на тока и напрежението според изискванията на всеки компонент на електронна схема. Освобождава излишната енергия под формата на топлина (Джаулов ефект). Измерва се в Ом.

В хидравличното сравнение на следващата фигура, напрежението (V) ще бъде представено чрез разликата във височината на водата, съпротивлението (R) от ширината на тръбата и тока (I) от потока на вода, която излиза.

The Законът на Ом Той свързва тези три физически величини, като неговото твърдение е следното:

Токът в електрическа верига варира пряко пропорционално на приложената потенциална разлика и обратно пропорционален на характерно свойство на веригата, което наричаме съпротивление.

С други думи, увеличаване на напрежението (по-голяма височина на водата) или намаляване на съпротивлението (по-широка тръба), причинява пропорционално увеличение на електрическия ток (по-голям воден поток)


Неговата математическа формулировка е:

Законът на Ом се прилага за цяла верига или част от нея. Нека анализираме частта от веригата, която анализираме, тя винаги ще бъде изпълнена.

Нека да подсилим знанията, придобити със следния пример: Представете си, че имате два съединени маркуча, един по-широк от другия и свързан с кран за вода.

  • The Волтаж Това би била силата, с която водата излиза от чешмата.
  • The Поток Това ще бъде скоростта на водата, докато тя преминава през вътрешността на всеки от маркучите.
  • The Издръжливост би било противопоставянето на преминаването на вода в свързващия елемент и от разликата в дебелината между двата маркуча.

В това хидравлично сравнение токът ще бъде продължавай, тъй като водата винаги върви в една и съща посока. Ако водата променяше своята посока на циркулация на всеки толкова често, това би било еквивалентно на циркулацията на променлив ток.

Само с информационна цел, коментирайте това за анализ на променлив ток на Издръжливост (R) за Импеданс (Z), което отчита изостава между напрежението и интензитета и ефектите от електромагнитни полета произведени в електронните компоненти на веригата. Но най-нормалното нещо в основната електроника е да се анализират веригите в DC или да приложим опростявания, които ни позволяват да ги анализираме сякаш са.

И преди да влезе в материята, любопитство ... колко електрони, като единица минимален електрически заряд, се движат, когато кажем, че токът, който циркулира, е 1 ампер?

Е, експериментално измерено в лабораторията, не по-малко от приблизително 6.241509 × 10 18 електрона всяка секунда.

Нарича се електрическият заряд на тези повече от 6 трилиона електрони Кулон. Следователно:

1 ампер = 1 кулон x 1 секунда

От нея произлиза Фарад като единица за измерване на капацитета за съхранение на заряда на кондензатори. Или А.х (Amp-Hours) за измерване на количеството електричество, което може да се съхранява от a барабани. С тази информация вече можете да разберете колко повече електрони се съхраняват във всяко устройство (отрицателен заряд) или колко се натрупва липса на електрони (положителен заряд). В хидравличното сравнение това би било еквивалентно на количеството вода, натрупано във водния резервоар.

Продължаваме ... От уравнението на Законът на Ом това, което видяхме преди това, можем да решим за стойностите на Волтаж и на Издръжливост. По този начин, познати или измерени два от тях, можем да изчислим третия.

Въпреки че формулата не е трудна за запомняне, има мнемоника, известна като Законният триъгълник на Ом което улеснява използването му.

В този триъгълник трябва само да покрием променливата, която искаме да изчислим, а другите две променливи ще се появят с позицията, която заемат в съответното уравнение.

Може би ще видите по-ясно в следната анимация:

Нека да видим сега как да приложим закона в проста схема:

Ако знаем, че напрежението на електрическото захранване е 12 волта, а съпротивлението на веригата е 10 ома ( ом е единица за електрическо съпротивление и е представена с гръцката буква Ω), прилагайки закона на Ом:

I = V/R = 12v/10Ω = 1,2 ампера

Във верига с няколко серийни резистори. Ако знаем захранващото напрежение, първо ще изчислим общо еквивалентно съпротивление добавяне на всички съпротивления, които са в серия. С тази стойност ние прилагаме Законът на Ом Както в предишния пример и знаейки тока, който протича през веригата, можем да изчислим напрежението във всеки от резисторите, чиято сума, ако не сме допуснали грешка, ще бъде захранващото напрежение:

Във верига с паралелно резистори, ние знаем напрежението в краищата на всеки резистор, така че можем лесно да изчислим тока, протичащ през всеки от тях. И ако изчислим общо еквивалентно съпротивление прилагане на формули за изчисление на паралелни резистори, можем да проверим дали токът, който протича през това общо еквивалентно съпротивление, е равен на сумата от предварително изчислените токове, които протичат през всеки от резисторите.

В смесена верига от резистори, свързани в серия и паралел, Ще приложим вече наученото, но разделяйки веригата на резисторни подсхеми в зависимост от това как са свързани.

Сега можете да тествате с реални вериги на съпротивление, ако Джордж Саймън Ом Той беше прав и стойностите, които изчисляваме, като прилагаме формулата му, съвпадат с тези, които измерваме. Но преди това е така много важно вземат предвид още един фактор, който допълва дефиницията на веригата и стойностите на нейните съпротивления. Говоря за Мощност консумирана мощност във веригата, която в случай на резистори се трансформира изцяло в топлина.

Предлагат се 1/8 вата (W), 1/4 и 1/2 резистори, които са най-често срещаните (те могат да бъдат закупени от пълни партиди стойности на Amazon или eBay на много достъпни цени). И от там има 1 W, 2 W ... доколкото искаме. Но колкото по-висока е мощността, толкова по-високи са икономическите разходи и по-големият размер. Тази втора стойност, която определя резистор, показва неговата максимална способност за разсейване на мощността под формата на топлина, без тя да бъде унищожена като тази в следващото видео.

„Разсейваната мощност в електрическа верига е право пропорционална на напрежението и тока, които циркулират.“

W (вата) = V (волта) x I (ампера)

И прилагането на Законът на Ом, можем да интегрираме мощността в следващата графика, която улеснява избора на формулата, която трябва да приложим.

По този начин, например, в по-простата схема, която преди анализирахме с един резистор, нейната мощност трябва да бъде най-малко:

W = V x I = 12v x 1.2A = 120 W

Тъй като със сигурност нямаме никакво съпротивление на тази мощност и също би било много обемисто, най-добре е да използваме съпротивления над 1000 Ω = 1 KiloOhm = 1 KΩ за тестовете, така че в предишния пример:

W = V x I = V x V/R = V 2/R = 12 2/1000 = 0,144 W

Използвайки резистор от 1 KΩ и поне 1/4 W (0,250 W), измерванията и изчисленията ще бъдат както следва:

Ще бъде необходимо да се извърши едно и също изчисление на мощността за всеки от резисторите, който използваме в реалните вериги, които сглобяваме за практикуване.

В зависимост от полезността, която искате да му предоставите, има различни видове или семейства електронни резистори.

Между другото, че единицата за електрическо съпротивление е Ом Неслучайно получава това име като почит към Джордж Саймън Ом.

Ако искате да практикувате малко повече сами, можете да изтеглите следното документ за решени упражнения и резюме на формули (PDF формат/10 страници/689KB).