ช่างไฟฟ้ามืออาชีพวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ผู้เชี่ยวชาญไม่สามารถทำตามกฎหมายของโอห์มในกิจกรรมของตัวเองแก้ปัญหาใด ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการติดตั้งปรับซ่อมวงจรอิเล็กทรอนิกส์และวงจรไฟฟ้า
ในความเป็นจริงทุกคนต้องการความเข้าใจกฎหมายนี้ เพราะทุกคนในชีวิตประจำวันต้องรับมือกับกระแสไฟฟ้า
และถึงแม้ว่ากฎของนักฟิสิกส์ชาวเยอรมันโอห์มนั้นจัดทำขึ้นโดยหลักสูตรระดับมัธยมศึกษา แต่ในทางปฏิบัติมันไม่ได้มีการศึกษาในเวลาที่เหมาะสมเสมอไป ดังนั้นเราจะพิจารณาเนื้อหาของเราในหัวข้อที่เกี่ยวข้องกับชีวิตและเราจะจัดการกับตัวเลือกสำหรับการเขียนสูตร
แยกส่วนและวงจรไฟฟ้าที่สมบูรณ์
เมื่อพิจารณาวงจรไฟฟ้าในแง่ของการใช้กฎของโอห์มกับวงจรควรคำนึงถึงตัวเลือกการคำนวณที่เป็นไปได้สองแบบ: ในส่วนเดียวและสำหรับวงจรเต็มรูปแบบ
การคำนวณส่วนปัจจุบันของวงจรไฟฟ้า
ส่วนหนึ่งของวงจรนั้นเป็นส่วนหนึ่งของวงจรโดยไม่รวมถึงแหล่งกำเนิดของ EMF เนื่องจากมีความต้านทานภายในเพิ่มเติม
ดังนั้นสูตรการคำนวณในกรณีนี้จึงดูเรียบง่าย:
I = U / R,
ที่ไหนตามลำดับ:
- ผม - ความแข็งแรงในปัจจุบัน
- ยู - แรงดันไฟฟ้าที่ใช้
- R - ความต้านทาน
การตีความของสูตรนั้นง่าย - กระแสที่ไหลไปตามส่วนหนึ่งของวงจรนั้นเป็นสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับมันและความต้านทานนั้นแปรผันตามสัดส่วน
กราฟิกที่เรียกว่า "เดซี่" ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงสูตรทั้งหมดตามกฎหมายของโอห์ม เครื่องมือที่สะดวกสำหรับการจัดเก็บกระเป๋า: เซกเตอร์“ P” - สูตรพลังงาน เซกเตอร์“ U” - สูตรแรงดันไฟฟ้า ภาค“ ฉัน” - สูตรปัจจุบัน ภาค“ R” - สูตรต้านทาน
ดังนั้นสูตรอธิบายอย่างชัดเจนถึงการพึ่งพาของกระแสที่ไหลผ่านส่วนที่แยกต่างหากของวงจรไฟฟ้าที่สัมพันธ์กับค่าบางอย่างของแรงดันไฟฟ้าและความต้านทาน
มันสะดวกที่จะใช้สูตรเช่นการคำนวณค่าความต้านทานซึ่งจะต้องบัดกรีเข้าสู่วงจรหากระบุแรงดันไฟฟ้าที่มีกระแส
กฎของโอห์มและสองสิ่งที่ตามมาคือช่างไฟฟ้ามืออาชีพวิศวกรไฟฟ้าวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์และทุกคนที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของวงจรไฟฟ้าจะต้องมี จากซ้ายไปขวา: 1 - การตรวจจับกระแส 2 - การกำหนดความต้านทาน การกำหนดแรงดันไฟฟ้า 3 ระดับที่แรงกระแส I, แรงดัน U, ความต้านทาน R
รูปด้านบนจะช่วยพิจารณากระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านความต้านทาน 10 โอห์มซึ่งจะใช้แรงดันไฟฟ้า 12 โวลต์ แทนที่ค่าเราพบ - I = 12/10 = 1.2 แอมแปร์
ในทำนองเดียวกันปัญหาของการค้นหาความต้านทาน (เมื่อทราบกระแสกับแรงดันไฟฟ้า) หรือแรงดัน (เมื่อรู้ถึงแรงดันกับกระแส) จะถูกแก้ไข
ดังนั้นคุณสามารถเลือกแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการความแรงของกระแสที่ต้องการและองค์ประกอบความต้านทานที่เหมาะสม
สูตรที่เสนอให้ใช้ไม่จำเป็นต้องคำนึงถึงพารามิเตอร์ของแหล่งจ่ายแรงดัน อย่างไรก็ตามวงจรที่มีตัวอย่างเช่นแบตเตอรี่จะถูกคำนวณโดยใช้สูตรอื่น ในแผนภาพ: A - การรวมแอมป์มิเตอร์; V - รวมของโวลต์มิเตอร์
โดยวิธีการเชื่อมต่อสายไฟของวงจรใด ๆ ที่มีความต้านทาน ขนาดของภาระที่ต้องแบกขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า
ดังนั้นโดยใช้กฎของโอห์มอีกครั้งมันเป็นไปได้ที่จะเลือกตัวนำที่จำเป็นในการตัดขวางขึ้นอยู่กับวัสดุของแกนกลาง
เรามีคำแนะนำโดยละเอียดเกี่ยวกับการคำนวณส่วนข้ามสายไฟและกระแสไฟฟ้าบนเว็บไซต์ของเรา
ตัวเลือกการคำนวณสำหรับเต็มโซ่
เครือข่ายที่สมบูรณ์นั้นเป็นไซต์อยู่แล้วรวมถึงแหล่งที่มาของ EMF นั่นคือในความเป็นจริงความต้านทานภายในของแหล่ง EMF จะถูกเพิ่มเข้าไปในองค์ประกอบความต้านทานที่มีอยู่ของส่วนวงจร
ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงบางอย่างของสูตรด้านบนจึงมีเหตุผล:
I = U / (R + r)
แน่นอนว่าค่าความต้านทานภายในของ EMF ในกฎของโอห์มสำหรับวงจรไฟฟ้าที่สมบูรณ์นั้นอาจพิจารณาเล็กน้อยแม้ว่าในหลาย ๆ แง่มุมของค่าความต้านทานนี้ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของแหล่งที่มาของ EMF
อย่างไรก็ตามเมื่อคำนวณวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนวงจรไฟฟ้าที่มีตัวนำหลายตัวการมีความต้านทานเพิ่มเติมเป็นปัจจัยสำคัญ
สำหรับการคำนวณในวงจรไฟฟ้าที่มีประจุเต็มรูปแบบค่าความต้านทานของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าจะถูกนำมาพิจารณาเสมอ ค่านี้จะเพิ่มความต้านทานของวงจรไฟฟ้าเอง ในแผนภาพ: I - กระแสไหล R คือองค์ประกอบต้านทานภายนอก r คือปัจจัยต้านทานของ EMF (แหล่งพลังงาน)
สำหรับทั้งส่วนของวงจรและวงจรสมบูรณ์นั้นควรคำนึงถึงช่วงเวลาที่เป็นธรรมชาติซึ่ง ได้แก่ การใช้กระแสคงที่หรือตัวแปร
หากคะแนนที่ระบุไว้ข้างต้นลักษณะของกฎของโอห์มได้รับการพิจารณาจากมุมมองของการใช้กระแสตรงดังนั้นด้วยการสลับกระแสทุกอย่างดูแตกต่างกันเล็กน้อย
การพิจารณาของกฎหมายต่อตัวแปร
แนวคิดของ "การต่อต้าน" กับเงื่อนไขของทางเดินของกระแสสลับควรพิจารณาเพิ่มเติมว่าเป็นแนวคิดของ "อิมพีแดนซ์" นี่คือการรวมกันของ active resistive load (Ra) และ load ที่เกิดขึ้นจาก reactive resistor (Rr)
ปรากฏการณ์ดังกล่าวมีสาเหตุมาจากพารามิเตอร์ขององค์ประกอบที่เหนี่ยวนำและกฎของการสลับที่ใช้กับค่าแรงดันไฟฟ้าตัวแปร - มูลค่าปัจจุบันของไซน์
นี่ดูเหมือนจะเป็นวงจรที่เทียบเท่าของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับสำหรับการคำนวณโดยใช้สูตรตามหลักการของกฎของโอห์ม: ส่วนประกอบต้านทานทาน C เป็นองค์ประกอบ capacitive L เป็นองค์ประกอบอุปนัย EMF เป็นแหล่งพลังงาน กระแสไหล
กล่าวอีกนัยหนึ่งมีผลกระทบของความก้าวหน้า (ปกคลุมด้วยวัตถุฉนวน) ค่าปัจจุบันจากค่าแรงดันไฟฟ้าซึ่งมาพร้อมกับการปรากฏตัวของการใช้งาน (ตัวต้านทาน) และความจุปฏิกิริยา (อุปนัยหรือ capacitive)
การคำนวณปรากฏการณ์ดังกล่าวดำเนินการโดยใช้สูตร:
Z = U / I หรือ Z = R + J * (XL - Xค)
ที่ไหน: Z - ความต้านทาน R - โหลดที่ใช้งาน XL , Xค - โหลดอุปนัยและ capacitive; J - สัมประสิทธิ์
อนุกรมและการเชื่อมต่อแบบขนานขององค์ประกอบ
สำหรับองค์ประกอบของวงจรไฟฟ้า (ส่วนวงจร) ช่วงเวลาพิเศษคือการเชื่อมต่อแบบอนุกรมหรือแบบขนาน
ดังนั้นการเชื่อมต่อแต่ละประเภทจะมาพร้อมกับลักษณะที่แตกต่างกันของการไหลของกระแสและแรงดันไฟฟ้า ในเรื่องนี้กฎของโอห์มก็ถูกนำไปใช้ในลักษณะที่แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับตัวเลือกในการรวมองค์ประกอบ
วงจรตัวต้านทาน
ในส่วนที่เกี่ยวกับการเชื่อมต่อแบบอนุกรม (ส่วนหนึ่งของวงจรที่มีสององค์ประกอบ) จะใช้สูตรต่อไปนี้:
- ฉัน = ฉัน1 = ฉัน2 ;
- U = U1 + คุณ2 ;
- R = R1 + R2
สูตรนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าไม่ว่าจะมีส่วนประกอบตัวต้านทานใด ๆ ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมกระแสไฟฟ้าในวงจรจะไม่เปลี่ยนแปลง
การเชื่อมต่อขององค์ประกอบต้านทานในส่วนวงจรในซีรีส์กับอีกคนหนึ่ง สำหรับตัวเลือกนี้จะใช้กฎหมายการคำนวณของตัวเอง ในแผนภาพ: I, I1, I2 - การไหลของกระแส R1, R2 - องค์ประกอบความต้านทาน U, U1, U2 - แรงดันไฟฟ้าที่ใช้
ขนาดของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับส่วนประกอบตัวต้านทานที่มีอยู่ของวงจรคือผลรวมของมูลค่ารวมของแหล่งกำเนิดแรงเคลื่อนไฟฟ้า
ในกรณีนี้แรงดันไฟฟ้าในแต่ละองค์ประกอบจะเท่ากับ: Ux = I * Rx.
ความต้านทานรวมควรพิจารณาเป็นผลรวมของคะแนนของส่วนประกอบต้านทานทั้งหมดของวงจร
วงจรขององค์ประกอบตัวต้านทานที่เชื่อมต่อแบบขนาน
ในกรณีที่มีการเชื่อมต่อแบบขนานของส่วนประกอบตัวต้านทานสูตรต่อไปนี้จะถือว่ายุติธรรมตามกฎหมายของนักฟิสิกส์ชาวเยอรมันโอห์ม:
- ฉัน = ฉัน1 + ฉัน2 … ;
- U = U1 = U2 … ;
- 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + …
อย่าแยกความเป็นไปได้ของการรวบรวมส่วนวงจรของประเภท "ผสม" เมื่อใช้การเชื่อมต่อแบบขนานและอนุกรม
การเชื่อมต่อขององค์ประกอบความต้านทานในวงจรในแบบคู่ขนานกับอีกคนหนึ่ง สำหรับตัวเลือกนี้จะใช้กฎหมายการคำนวณของตัวเอง ในแผนภาพ: I, I1, I2 - การไหลของกระแส R1, R2 - องค์ประกอบความต้านทาน U คือแรงดันไฟฟ้ารวม A, B - จุดเข้า / ออก
สำหรับตัวเลือกดังกล่าวการคำนวณมักจะดำเนินการโดยการคำนวณเริ่มต้นของการจัดอันดับความต้านทานของการเชื่อมต่อแบบขนาน จากนั้นค่าของตัวต้านทานที่เชื่อมต่อเป็นชุดจะถูกเพิ่มเข้าไปในผลลัพธ์
รูปแบบของกฎหมายที่สมบูรณ์และแตกต่างกัน
จุดข้างต้นทั้งหมดที่มีการคำนวณจะใช้กับเงื่อนไขเมื่อตัวนำของโครงสร้าง“ เอกพันธ์” ถูกใช้ในวงจรไฟฟ้า
ในทางปฏิบัติเรามักจะต้องจัดการกับการสร้างวงจรที่โครงสร้างของตัวนำมีการเปลี่ยนแปลงในพื้นที่ต่าง ๆ ตัวอย่างเช่นสายไฟของหน้าตัดที่ใหญ่กว่าหรือในทางกลับกันจะใช้ลวดที่มีขนาดเล็กลงบนวัสดุที่แตกต่างกัน
เพื่ออธิบายถึงความแตกต่างดังกล่าวจึงมีการเปลี่ยนแปลงของสิ่งที่เรียกว่า สำหรับตัวนำขนาดเล็กแบบไม่ จำกัด ระดับความหนาแน่นกระแสจะถูกคำนวณขึ้นอยู่กับความแข็งแรงและการนำไฟฟ้า
ภายใต้การคำนวณที่แตกต่างสูตรจะถูกนำมาใช้: J = ό * E
สำหรับการคำนวณแบบรวมตามลำดับข้อความ: I * R = φ1 - φ2 + έ
อย่างไรก็ตามตัวอย่างเหล่านี้ค่อนข้างใกล้กับโรงเรียนคณิตศาสตร์ที่สูงกว่าและในทางปฏิบัติจริงช่างไฟฟ้าธรรมดาไม่ได้ใช้จริง
การวิเคราะห์โดยละเอียดของกฎของโอห์มในวิดีโอด้านล่างจะช่วยรวบรวมความรู้ในทิศทางนี้ในที่สุด
บทเรียนวิดีโอที่แปลกประหลาดในเชิงคุณภาพตอกย้ำการนำเสนอเชิงทฤษฎี:
งานของช่างไฟฟ้าหรือกิจกรรมของวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์นั้นเชื่อมโยงกับช่วงเวลาที่คุณต้องปฏิบัติตามกฎหมายของ Georg Ohm อย่างจริงจัง นี่คือความจริงทั่วไปบางประการที่นักวิชาชีพทุกคนควรรู้
ไม่จำเป็นต้องมีความรู้อย่างกว้างขวางเกี่ยวกับปัญหานี้ - มันเพียงพอที่จะเรียนรู้การใช้ถ้อยคำหลัก ๆ สามแบบเพื่อนำไปใช้ในทางปฏิบัติได้สำเร็จ
คุณต้องการที่จะเสริมเนื้อหาข้างต้นด้วยความเห็นที่มีคุณค่าหรือแสดงความคิดเห็นของคุณ? กรุณาเขียนความคิดเห็นในบล็อกภายใต้บทความ หากคุณมีคำถามใด ๆ โปรดถามผู้เชี่ยวชาญของเรา