Pomiary elektryczne

Co to jest obwód elektryczny?

Każdy obwód elektryczny składa się ze źródła i odbiornika energii elektrycznej, połączonych przewodami. Co to jest drut, jest zrozumiałe, ale jako odbiornik i źródło może być dowolna kombinacja różnych urządzeń. Ogólny przypadek najprostszego obwodu elektrycznego pokazano na rycinie 1.

Źródłem energii elektrycznej może być konwencjonalna bateria lub potężna podstacja transformatorowa. Odbiornik energii pokazany na rysunku jest również najbardziej różnorodny - od latarki do latarki po budynek mieszkalny. Przewody łączące będą również odpowiadały zużyciu energii. Ponadto tylko źródła i odbiorniki o niskiej mocy będą uważane za nie mocniejsze niż wspomniana żarówka.

W przypadku źródła zasilania odbiornik jest obciążeniem. Tak się najczęściej nazywa. W dalszej części artykułu rezystory, w niektórych przypadkach żarówki, zostaną wykorzystane jako obciążenie.

Rysunek 1. Najprostszy obwód elektryczny

Obwód elektryczny musi być zamknięty.

Na poziomie gospodarstwa domowego prąd elektryczny jest wszystkim, co jest związane z elektrycznością. Na ścianie jest gniazdo, w którym żyje prąd elektryczny! To jest właściwie trochę złe. I chociaż nic nie jest podłączone, nie ma prądu. Jest napięcie, ale nie ma prądu!

Prąd elektryczny płynie tylko w obwodzie zamkniętym. Jeśli bateria galwanicznalub po prostu akumulator leży na stole, a napięcie nie jest nigdzie podłączone do jego zacisków. W tym stanie napięcie nazywa się siłą elektromotoryczną (EMF) źródła. We wzorach i schematach EMF jest oznaczony literą E.

Prawo Ohma dla całego łańcucha

Po podłączeniu obciążenia do akumulatora napięcie spada nieco z powodu spadku napięcia na wewnętrznej rezystancji źródła, w tym przypadku akumulatora. Ten spadek jest uwzględniany w prawie Ohma dla całego łańcucha (patrz: Prawo Ohma w popularnym oświadczeniu) Sam obwód pokazano na rysunku 2.

I = E / (R + r)

Wyrażenie w nawiasach to całkowita rezystancja obwodu, uzyskana jako suma rezystancji obciążenia i rezystancji wewnętrznej akumulatora, oznaczona małą literą.

Rycina 2

W inny sposób to wyrażenie matematyczne zapisano w następujący sposób: E = I * (R + r) = I * R + I * r

Zazwyczaj iloczyn prądu przez rezystancję nazywany jest spadkiem napięcia w obwodzie. W tym przypadku drugim terminem we wzorze jest spadek napięcia na wewnętrznej rezystancji akumulatora. Ta wartość powoduje zmniejszenie pola elektromagnetycznego akumulatora.

Gdy akumulator rozładowuje się, jego wewnętrzny opór rośnie, a ostatecznie staje się tak duży, że po podłączeniu obciążenia cały EMF jest zużywany do pokonania własnego oporu. Napięcie na zaciskach wyjściowych staje się bardzo małe, nie można już przenieść energii do obwodu zewnętrznego. W takich przypadkach mówią, że bateria się wyczerpała.

Aby sprawdzić, co zostało powiedziane, możesz złożyć najprostszy obwód pokazany na rysunku 3.

Rycina 3

Tak, właściwie nie trzeba niczego zbierać. Wystarczy podłączyć woltomierz do akumulatora, a następnie po prostu zastosować opór obciążenia rękami. Aby przetestować akumulatory Krona, jako obciążenie zaleca się stosowanie rezystora 100 omów. Woltomierz nieznacznie spadnie, w zależności od wewnętrznej rezystancji akumulatora. Jeśli podczas takiego testu woltomierz wykazuje napięcie poniżej 7 woltów, należy wymienić koronę.

To samo dzieje się w okablowaniu mieszkania. Wystarczy podłączyć żelazko, kominek lub inny silny ładunek, ponieważ jasność lamp w żyrandolu jest nieco zmniejszona. Wskazuje to wyraźnie na spadek napięcia na przewodach.Rezystancja drutów w tym przypadku jest wewnętrzną rezystancją źródła energii elektrycznej.

Z reguły nie stoją na ceremonii z ogniwami galwanicznymi typu „palce - małe palce”: po prostu biorą i sprawdzają prąd zwarciowy, zmieniając multimetr w tryb pomiaru prądu. Jeśli element nadal żyje, daje prąd o wartości kilkuset miliamperów, a świeży element może dawać do 3 ... 5 amperów.

W żadnym wypadku nie należy przeprowadzać takiego testu z bateriami, które wyglądają jak ogniwa galwaniczne. Ich urządzenie jest zupełnie inne, a cena jest znacznie wyższa.

Uniwersalnym przyrządem do pomiaru obwodów elektrycznych jest multimetr. Przeczytaj, jak używać go prywatnie tutaj: „Multimetr dla„ manekinów ”: podstawowe zasady pomiaru za pomocą multimetru”.

Zobacz także: Pomiar napięcia i Pomiar prądu