Penerapan hukum Ohm dalam praktek

Saya ingin mulai menjelaskan prinsip kerja salah satu hukum dasar teknik kelistrikan dengan sebuah alegori — menunjukkan karikatur kecil 1 dari tiga orang bernama "Voltage U," "Resistance R," dan "Current I."

Ini menunjukkan bahwa «Tok» sedang mencoba merangkak melalui kontraksi di pipa, yang «Resistance» kencangkan dengan rajin. Pada saat yang sama «Tegangan» berusaha semaksimal mungkin untuk melewati, tekan «Arus».

Gambar ini adalah pengingat akan hal itu listrik Adalah gerakan teratur partikel bermuatan dalam media tertentu. Pergerakan mereka dimungkinkan di bawah pengaruh energi eksternal yang diterapkan, yang menciptakan perbedaan potensial - tegangan. Kekuatan internal kabel dan elemen rangkaian mengurangi besarnya arus, menahan pergerakannya.

Pertimbangkan diagram sederhana 2 yang menjelaskan operasi hukum Ohm untuk bagian dari rangkaian arus searah.

Sebagai sumber tegangan U kita gunakan baterai, yang kami sambungkan ke resistansi R dengan kabel tebal dan sekaligus pendek di titik A dan B.Asumsikan bahwa kabel tidak mempengaruhi nilai arus I melalui resistor R.

Rumus (1) mengungkapkan hubungan antara resistansi (ohm), tegangan (volt) dan arus (amp). Mereka memanggilnya Hukum Ohm untuk bagian sirkuit… Lingkaran rumus membuatnya mudah diingat dan digunakan untuk menyatakan salah satu parameter konstituen U, R, atau I (U di atas tanda hubung, dan R dan I di bawah).

Jika Anda perlu menentukan salah satunya, tutuplah secara mental dan kerjakan dengan dua lainnya, lakukan operasi aritmatika. Saat nilainya ada di satu baris, kami mengalikannya. Dan jika mereka berada di level yang berbeda, kami melakukan pembagian dari atas ke bawah.

Hubungan ini ditunjukkan dalam rumus 2 dan 3 pada Gambar 3 di bawah ini.

Dalam rangkaian ini, ammeter digunakan untuk mengukur arus, yang dihubungkan secara seri dengan beban R, dan tegangannya adalah voltmeter yang dihubungkan secara paralel ke titik 1 dan 2 resistor. Mempertimbangkan fitur desain perangkat, katakanlah ammeter tidak mempengaruhi arus di sirkuit, dan voltmeter tidak mempengaruhi tegangan.

Penentuan resistansi dengan hukum Ohm

Menggunakan pembacaan perangkat (U = 12 V, I = 2,5 A), Anda dapat menggunakan rumus 1 untuk menentukan nilai resistansi R = 12 / 2,5 = 4,8 Ohm.

Dalam praktiknya, prinsip ini termasuk dalam pengoperasian alat pengukur - ohmmeter, yang menentukan resistansi aktif berbagai perangkat listrik.Karena mereka dapat dikonfigurasi untuk mengukur rentang nilai yang berbeda, mereka masing-masing dibagi menjadi mikroohm dan miliohm, beroperasi dengan resistansi rendah, dan tera-, hygo-, dan megohms- mengukur nilai yang sangat besar.

Untuk kondisi kerja tertentu, mereka diproduksi:

• portabel;

• tameng;

• model laboratorium.

Prinsip pengoperasian ohmmeter

Perangkat magnetoelektrik biasanya digunakan untuk melakukan pengukuran, meskipun perangkat elektronik (analog dan digital) baru-baru ini diperkenalkan secara luas.

Ohmmeter sistem magnetoelektrik menggunakan pembatas arus R yang hanya melewati miliampere dan kepala pengukur yang sensitif (miliammeter) melewatinya. Ini bereaksi terhadap aliran arus kecil melalui perangkat karena interaksi dua medan elektromagnetik dari magnet permanen N-S dan medan yang diciptakan oleh arus yang melewati belitan kumparan 1 dengan pegas konduktif 2.

Akibat interaksi gaya medan magnet, panah perangkat menyimpang dari sudut tertentu. Skala di kepala segera diukur dalam ohm untuk pengoperasian yang lebih mudah. Dalam hal ini, ekspresi resistansi arus sesuai dengan rumus 3 digunakan.

Ohmmeter harus menjaga tegangan suplai yang stabil dari baterai untuk memastikan pengukuran yang akurat. Untuk tujuan ini, kalibrasi diterapkan menggunakan resistor pengatur tambahan R reg. Dengan bantuannya, sebelum dimulainya pengukuran, suplai tegangan berlebih dari sumber dibatasi ke sirkuit, nilai normalisasi yang sangat stabil dan stabil ditetapkan.

Penentuan tegangan dengan hukum Ohm

Saat bekerja dengan rangkaian listrik, ada kalanya perlu untuk menentukan penurunan tegangan pada suatu elemen, misalnya resistor, tetapi resistansinya, yang biasanya ditandai pada kotak, dan arus yang melewatinya diketahui. Untuk melakukan ini, Anda tidak perlu menghubungkan voltmeter, tetapi cukup menggunakan perhitungan sesuai rumus 2.

Dalam kasus kami, untuk Gambar 3, kami membuat perhitungan: U = 2,5 4,8 = 12 V.

Penentuan arus menurut hukum Ohm

Kasus ini dijelaskan dengan rumus 3. Ini digunakan untuk menghitung beban di sirkuit listrik, memilih penampang kabel, kabel, sekering atau pemutus sirkuit.

Dalam contoh kita, perhitungannya terlihat seperti ini: I = 12 / 4,8 = 2,5 A.

Operasi bypass

Metode dalam teknik kelistrikan ini digunakan untuk menonaktifkan pengoperasian elemen tertentu dari rangkaian tanpa membongkarnya. Untuk melakukan ini, hubung singkat terminal input dan output (pada Gambar 1 dan 2) dengan kabel ke resistor yang tidak perlu - lepaskan.

Akibatnya, arus rangkaian memilih jalur dengan resistansi yang lebih kecil melalui shunt dan naik tajam, dan tegangan elemen shunt turun ke nol.

Sirkuit pendek

Mode ini adalah kasus khusus dari bypass dan biasanya ditunjukkan pada gambar di atas ketika hubung singkat dipasang di terminal keluaran sumber. Ketika ini terjadi, arus tinggi yang sangat berbahaya tercipta yang dapat menyetrum orang dan membakar peralatan listrik yang tidak terlindungi.

Perlindungan digunakan untuk memerangi kesalahan yang tidak disengaja dalam jaringan listrik. Mereka diatur ke pengaturan yang tidak mengganggu pengoperasian sirkuit dalam mode normal.Mereka memutus aliran listrik hanya dalam keadaan darurat.

Misalnya, jika seorang anak secara tidak sengaja menyambungkan kabel ke stopkontak rumah tangga, sakelar otomatis yang dikonfigurasi dengan benar di papan masuk apartemen akan segera mematikan daya.

Semua yang dijelaskan di atas mengacu pada hukum Ohm untuk bagian dari rangkaian DC, bukan rangkaian lengkap di mana mungkin ada lebih banyak proses. Kita harus membayangkan bahwa ini hanyalah sebagian kecil dari penerapannya di bidang teknik kelistrikan.

Pola yang diidentifikasi oleh ilmuwan terkenal Georg Simon Ohm antara arus, tegangan, dan resistansi dijelaskan dengan cara yang berbeda di lingkungan dan sirkuit AC yang berbeda: fase tunggal dan tiga fase.

Berikut adalah rumus dasar yang menyatakan perbandingan parameter kelistrikan pada konduktor logam.

Rumus yang lebih kompleks untuk melakukan perhitungan hukum Ohm khusus dalam praktiknya.

Seperti yang Anda lihat, penelitian yang dilakukan oleh ilmuwan brilian Georg Simon Ohm sangat penting bahkan di zaman kita dengan pesatnya perkembangan teknik kelistrikan dan otomasi.