Υπολογισμός της αντίστασης του νόμου του Ohm

Παρουσιάζονται παραδείγματα επίλυσης απλών ηλεκτρικών προβλημάτων. Σχεδόν κάθε υπολογισμός απεικονίζεται με ένα διάγραμμα κυκλώματος, ένα σκίτσο του σχετικού εξοπλισμού. Με τη βοήθεια άρθρων από αυτή τη νέα ενότητα του ιστότοπου, μπορείτε εύκολα να λύσετε πρακτικά προβλήματα από τα βασικά της ηλεκτρολογικής μηχανικής, ακόμη και χωρίς να έχετε ειδική εκπαίδευση στην ηλεκτρολόγια μηχανική.

Οι πρακτικοί υπολογισμοί που παρουσιάζονται στο άρθρο δείχνουν πόσο βαθιά έχει διεισδύσει η ηλεκτρική μηχανική στη ζωή μας και ποιες ανεκτίμητες και αναντικατάστατες υπηρεσίες μας παρέχει ο ηλεκτρισμός. Η Ηλεκτρολογία μας περιβάλλει παντού και τη συναντάμε καθημερινά.

Αυτό το άρθρο εξετάζει υπολογισμούς απλών κυκλωμάτων συνεχούς ρεύματος, δηλαδή υπολογισμούς της αντίστασης του Ohm... Ο νόμος του Ohm εκφράζει τη σχέση μεταξύ του ηλεκτρικού ρεύματος I, της τάσης U και της αντίστασης r: I = U / r Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τον νόμο του Ohm για ένα τμήμα ενός κύκλωμα, βλ εδώ.

Παραδείγματα. 1. Ένα αμπερόμετρο συνδέεται σε σειρά με τη λάμπα. Η τάση του λαμπτήρα είναι 220 V, η ισχύς του είναι άγνωστη. Το αμπερόμετρο δείχνει ρεύμα Az = 276 mA.Ποια είναι η αντίσταση του νήματος της λάμπας (το διάγραμμα σύνδεσης φαίνεται στο Σχ. 1);

Ας υπολογίσουμε την αντίσταση σύμφωνα με το νόμο του Ohm:

Ισχύς λαμπτήρα P = UI = 220 x 0,276=60 watt

2. Το ρεύμα διαρρέει το πηνίο του λέβητα Az = 0,5 A με τάση U = 220 V. Ποια είναι η αντίσταση του πηνίου;

Πληρωμή:

Ρύζι. 1. Σκίτσο και διάγραμμα για παράδειγμα 2.

3. Ένα ηλεκτρικό μαξιλάρι θέρμανσης με ισχύ 60 W και τάση 220 V έχει τρεις βαθμούς θέρμανσης. Στη μέγιστη θέρμανση περνάει από το μαξιλάρι μέγιστο ρεύμα 0,273 A. Ποια είναι η αντίσταση του θερμαντικού μαξιλαριού σε αυτή την περίπτωση;

Από τα τρία βήματα αντίστασης, το μικρότερο υπολογίζεται εδώ.

4. Το θερμαντικό στοιχείο ενός ηλεκτρικού κλιβάνου συνδέεται σε δίκτυο 220 V μέσω ενός αμπερόμετρου που δείχνει ρεύμα 2,47 A. Ποια είναι η αντίσταση του θερμαντικού στοιχείου (Εικ. 2);

Ρύζι. 2. Σκίτσο και διάγραμμα για τον υπολογισμό του Παραδείγματος 4

5. Υπολογίστε την αντίσταση r1 ολόκληρου του ρεοστάτη εάν, κατά την ενεργοποίηση της βαθμίδας 1, ρεύμα Az = 1,2 A ρέει μέσω του κυκλώματος και στο τελευταίο στάδιο 6, ρεύμα I2 = 4,2 A στην τάση γεννήτριας U =110 V (Εικ. 3). Εάν ο κινητήρας ρεοστάτη βρίσκεται στο στάδιο 7, το ρεύμα Az ρέει μέσω ολόκληρου του ρεοστάτη και του ωφέλιμου φορτίου r2.

Ρύζι. 3. Σχέδιο υπολογισμού από το παράδειγμα 5

Το ρεύμα είναι το μικρότερο και η αντίσταση κυκλώματος είναι η μεγαλύτερη:

Όταν ο κινητήρας είναι τοποθετημένος στο στάδιο 6, ο ρεοστάτης αποσυνδέεται από το κύκλωμα και το ρεύμα ρέει μόνο μέσω του ωφέλιμου φορτίου.

Η αντίσταση του ρεοστάτη είναι ίση με τη διαφορά μεταξύ της συνολικής αντίστασης του κυκλώματος r και της αντίστασης των καταναλωτών r2:

6. Ποια είναι η αντίσταση του κυκλώματος ρεύματος αν σπάσει; Στο σχ. Το 4 δείχνει ένα σπάσιμο σε ένα καλώδιο του σιδερένιου καλωδίου.

Ρύζι. 4. Σκίτσο και διάγραμμα για παράδειγμα 6

Ένα σίδερο με ισχύ 300 W και τάση 220 V έχει αντίσταση αυλάκωσης = 162 ohms. Το ρεύμα που διέρχεται από το σίδερο σε κατάσταση λειτουργίας

Ανοικτό κύκλωμα είναι μια αντίσταση που προσεγγίζει μια απείρως μεγάλη τιμή, που συμβολίζεται με το σύμβολο ∞… Υπάρχει μια τεράστια αντίσταση στο κύκλωμα και το ρεύμα είναι μηδέν:

Το κύκλωμα μπορεί να απενεργοποιηθεί μόνο στην περίπτωση ανοιχτού κυκλώματος. (Το ίδιο αποτέλεσμα θα είναι αν σπάσει η σπείρα.)

7. Πώς εκφράζεται ο νόμος του Ohm σε βραχυκύκλωμα;

Το διάγραμμα στο σχ. Το 5 δείχνει μια πλακέτα με αντίσταση rpl συνδεδεμένη μέσω του καλωδίου στην πρίζα και καλωδίωση με ασφάλειες P. Κατά τη σύνδεση δύο καλωδίων της καλωδίωσης (λόγω κακής μόνωσης) ή τη σύνδεση τους μέσω αντικειμένου Κ (μαχαίρι, κατσαβίδι) που πρακτικά δεν έχει αντίσταση, προκύπτει βραχυκύκλωμα. Αυτό δημιουργεί μεγάλο ρεύμα μέσω της σύνδεσης Κ, το οποίο, η απουσία ασφαλειών P, μπορεί να οδηγήσει σε επικίνδυνη θέρμανση της καλωδίωσης.

Ρύζι. 5. Σκίτσο και διάγραμμα σύνδεσης πλακιδίων σε πρίζα

Μπορεί να συμβεί βραχυκύκλωμα στα σημεία 1 - 6 και σε πολλά άλλα σημεία. Σε κανονική κατάσταση λειτουργίας, το ρεύμα I = U / rpl δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερο από το επιτρεπόμενο ρεύμα για αυτήν την καλωδίωση. Με περισσότερο ρεύμα (λιγότερη αντίσταση rpl) οι ασφάλειες καίγονται. Σε ένα βραχυκύκλωμα, το ρεύμα αυξάνεται σε μια τεράστια τιμή καθώς η αντίσταση r τείνει στο μηδέν:

Στην πράξη, ωστόσο, αυτή η κατάσταση δεν συμβαίνει, καθώς καμένες ασφάλειες διακόπτουν το ηλεκτρικό κύκλωμα.