O Ohmově zákonu v populárním prohlášení

Není slyšet elektrický proud a nebezpečné napětí (s výjimkou hučení vysokonapěťových vedení a elektrických instalací). Živé části pod napětím se neliší vzhledem.

V běžných provozních režimech je nelze rozpoznat podle zápachu a zvýšené teploty, neliší se. Ale zapneme vysavač v tiché a tiché zásuvce, klikneme na spínač - a zdá se, že energie není nikde, sama o sobě, zhmotňuje se ve formě hluku a komprese uvnitř domácího spotřebiče.

Pokud opět zapojíme dva hřebíky do zásuvek zásuvky a vezmeme je s sebou, pak doslova s ​​celým tělem pocítíme realitu a objektivitu existence elektrického proudu. K tomu je samozřejmě důrazně doporučováno.

Příklady s vysavačem a hřebíky nám však jasně ukazují, že studium a porozumění základním zákonům elektrotechniky přispívá k bezpečnosti při manipulaci s elektrickou energií v domácnosti a také k odstranění pověrčivých předsudků spojených s elektrickým proudem a napětím.

Uvažujme tedy jeden, nejcennější zákon elektrotechniky, který je užitečné znát. A zkuste to udělat v nejoblíbenější možné podobě.

Ohm's Law Discovery

V roce 1827 německý fyzik Georg Simon Ohm vytvořil zákon spojující velikost elektrického proudu, elektromotorickou sílu baterie a odpor jednoduchého elektrického obvodu tvořeného baterií a póly heterogenních vodičů zapojených do série. Kromě toho zjistil, že různé látky mají různou odolnost vůči elektrickému proudu.

Ohm experimentálně zjistil, že v sériovém obvodu složeném z několika sekcí s vodiči různého odporu je proud ve všech sekcích stejný, pouze rozdíl potenciálů na vodičích je odlišný, což Ohm nazývá „úbytek napětí“.

Objev Ohmova zákona byl velmi důležitou fází studia elektrických a magnetických jevů, které měly velký praktický význam. Ohmův zákon a Kirchhoffovy zákony, které byly později objeveny, umožnily poprvé vypočítat elektrické obvody a tvořily základ vznikajícího elektrotechniky.

Druhy Ohmových zákonů

1. Diferenční forma Ohmova zákona

Nejdůležitější zákon elektrotechniky je samozřejmě Ohmův zákon. O existenci vědí i lidé, kteří nejsou spojeni s elektrotechnikou. Ale mezitím otázka „Znáš Ohmův zákon?“ na technických univerzitách je past pro domýšlivé a arogantní žáky. Soudruh samozřejmě odpovídá, že Ohm dokonale zná zákon, a pak se na něj obrátí se žádostí, aby tento zákon uvedl v rozdílné podobě. A pak se ukáže, že školák nebo nováček musí ještě studovat a studovat.

Diferenční forma Ohmova zákona je však prakticky nepoužitelná. Odráží vztah mezi hustotou proudu a intenzitou pole:

j = G * E,

kde G je vodivost obvodu; E je síla elektrického proudu.

To vše jsou pokusy o vyjádření elektrický proud, přičemž se bere v úvahu pouze fyzikální vlastnosti materiálu vodiče, aniž by se vzaly v úvahu jeho geometrické parametry (délka, průměr a podobně). Diferenční forma Ohmova zákona je čistá teorie, jeho znalost v každodenním životě není absolutně nutná.

2. Integrální forma Ohmova zákona pro řetězovou sekci

Další věcí je nedílná forma záznamu. Má také několik odrůd. Nejoblíbenější z nich je Ohmův zákon pro část řetězce: I = U / R

Jinými slovy, proud v části obvodu je vždy vyšší, čím větší je napětí aplikované na tuto sekci a tím nižší je odpor této sekce.

Tento „druh“ Ohmova zákona je prostě nutností pro každého, kdo se alespoň někdy musí vypořádat s elektřinou. Naštěstí je závislost docela jednoduchá. Napětí v síti lze nakonec považovat za nezměněné.

Pro vývod je 220 voltů. Proto se ukazuje, že proud v obvodu závisí pouze na odporu obvodu zapojeného do zásuvky. Proto je jednoduchá morální: tento odpor musí být sledován.

Zkraty, které všichni slyší, se dějí právě kvůli nízkému odporu vnějšího obvodu. Předpokládejme, že v důsledku nesprávného připojení vodičů ve spojovací krabici byly fázové a neutrální vodiče vzájemně přímo spojeny. Potom se odpor obvodové části prudce sníží na téměř nulu a proud se také prudce zvýší na velmi velkou hodnotu.

Pokud je zapojení správné, bude fungovat jistič, a pokud tam není, nebo je vadný nebo nesprávně zvolený, vodič se nezvládne se zvýšeným proudem, zahřeje se, roztaví se a případně způsobí požár.

Stává se však, že zařízení, která jsou připojená a používaná déle než jednu hodinu, se již stala příčinou zkrat. Typickým případem je ventilátor, jehož vinutí motoru prošlo přehřátím v důsledku zaseknutí lopatek.

Izolace vinutí motoru není navržena pro závažné zahřívání, rychle se stává zbytečnou. V důsledku toho se objevují meziobratové zkraty, které snižují odpor a v souladu s Ohmovým zákonem také vedou ke zvýšení proudu.

Zvýšený proud zase způsobuje, že izolace vinutí je zcela nepoužitelná, a nikoliv vzájemné otáčení, ale dochází ke skutečnému plnohodnotnému zkratu. Proud jde kromě vinutí okamžitě z fáze do neutrálního drátu. Je pravda, že k výše uvedenému může dojít pouze s velmi jednoduchým a levným ventilátorem, který není vybaven tepelnou ochranou.

Ohmův cheat list pro řetězovou sekci:

Ohmův zákon pro AC

Je třeba poznamenat, že výše uvedený záznam Ohmova zákona popisuje část obvodu s konstantním napětím. V sítích se střídavým napětím existuje další reaktance a impedance přebírá druhou odmocninu součtu čtverců aktivního a reaktivního odporu.

Ohmův zákon pro střídavý obvod má tvar: I = U / Z,

kde Z je impedance obvodu.

Ale velká reaktance je charakteristická především výkonnými elektrickými stroji a zařízeními pro převod energie. Vnitřní elektrický odpor domácích spotřebičů a zařízení je téměř úplně aktivní. Proto v každodenním životě můžete pro výpočty použít nejjednodušší formu Ohmova zákona: I = U / R.

3. Integrovaná notace celého obvodu

Protože existuje forma pro zaznamenávání zákona pro část řetězce, tak Ohmův zákon pro celý řetězec: I = E / (r + R).

Zde r je vnitřní odpor zdroje sítě EMF a R je celkový odpor samotného obvodu.

Pro znázornění tohoto poddruhu Ohmova zákona není třeba daleko za fyzickým modelem. elektrické sítě automobilu, baterie, ve které je zdroj EMF.

Nelze mít za to, že odpor baterie je absolutně nulový, proto ani při přímém zkratu mezi jeho svorkami (nedostatek odporu R), proud nebude narůstat do nekonečna, ale jednoduše na vysokou hodnotu.

Tato vysoká hodnota však samozřejmě stačí k tomu, aby dráty roztavily a zapálily kůži automobilu. Elektrické obvody automobilů proto chrání před zkratem pojistkami.

Taková ochrana nemusí stačit, dojde-li ke zkratu před pojistkovou skříní vzhledem k baterii nebo pokud je jedna z pojistek nahrazena kusem měděného drátu. Pak je tu jen jedna spása - je nutné co nejdříve přerušit obvod úplně a zahodit „hmotu“, tj. Záporný terminál.

4.Integrální forma Ohmova zákona pro část obvodu obsahující zdroj emf

Je třeba zmínit, že existuje jiná varianta Ohmova zákona - pro část obvodu obsahující zdroj emf:

I = (U + E) / (r + R)

nebo

I = (U-E) / (r + R)

Zde U je potenciální rozdíl na začátku a na konci uvažované části řetězu. Značka před velikostí elektromagnetického pole závisí na jeho směru vzhledem k napětí.

Často je nutné použít Ohmův zákon pro část obvodu při určování parametrů obvodu, když část okruhu není k dispozici pro podrobné studium a není pro nás zajímavá.

Předpokládejme, že je skryta integrálními částmi pouzdra. Ve zbývajícím obvodu je zdroj EMF a prvky se známým odporem. Potom měřením napětí na vstupu neznámé části obvodu můžete vypočítat proud a poté odpor neznámého prvku.

Závěry

Můžeme tedy vidět, že Ohmův „jednoduchý“ zákon není zdaleka tak jednoduchý, jak se někomu zdálo. Znát všechny formy integrálního záznamu Ohmových zákonů, může člověk pochopit a snadno si pamatovat mnoho požadavků na elektrickou bezpečnost a získat důvěru v zacházení s elektřinou.