Примена Омовог закона у пракси

Желео бих да почнем да објашњавам принцип рада једног од основних закона електротехнике алегоријом — приказујући малу карикатуру 1 од три особе под називом „Напон У“, „Отпор Р“ и „Струја И“.

То показује да „Ток“ покушава да се провуче кроз контракцију у цеви коју „Отпор“ вредно стеже. У исто време «Напон» чини максимални могући напор да прође, притисните «Струја».

Овај цртеж подсећа на то електрична енергија Да ли је уредно кретање наелектрисаних честица у одређеном медију. Њихово кретање је могуће под утицајем примењене спољашње енергије, што ствара потенцијалну разлику — напон. Унутрашње силе жица и елемената кола смањују величину струје, опиру се њеном кретању.

Размотрите једноставан дијаграм 2 који објашњава рад Охмовог закона за део кола једносмерне струје.

Као извор напона У користимо батерија, које повезујемо на отпор Р дебелим и истовремено кратким жицама у тачкама А и Б.Претпоставимо да жице не утичу на вредност струје И кроз отпорник Р.

Формула (1) изражава однос између отпора (ома), напона (волти) и струје (ампера). Зову је Омов закон за део кола… Круг формуле олакшава памћење и коришћење за изражавање било ког од саставних параметара У, Р или И (У је изнад цртице, а Р и И испод).

Ако треба да одредите један од њих, онда га ментално затворите и радите са друга два, изводећи аритметичке операције. Када су вредности у једном реду, множимо их. А ако се налазе на различитим нивоима, вршимо поделу од горњег до доњег.

Ови односи су приказани у формулама 2 и 3 на слици 3 испод.

У овом колу се за мерење струје користи амперметар који је повезан серијски са оптерећењем Р, а напон је волтметар повезан паралелно са тачкама 1 и 2 отпорника. Узимајући у обзир карактеристике дизајна уређаја, рецимо да амперметар не утиче на струју у колу, а волтметар не утиче на напон.

Одређивање отпора Омовим законом

Користећи очитавања уређаја (У = 12 В, И = 2,5 А), можете користити формулу 1 да бисте одредили вредност отпора Р = 12 / 2,5 = 4,8 Охм.

У пракси, овај принцип је укључен у рад мерних уређаја - омметара, који одређују активни отпор различитих електричних уређаја.Пошто се могу конфигурисати за мерење различитих опсега вредности, они су подељени на микрооме и милиоме, који раде са малим отпором, и тера-, хиго- и мегооме- мере веома велике вредности.

За специфичне услове рада производе се:

• преносив;

• штит;

• лабораторијски модели.

Принцип рада омметра

Магнетоелектрични уређаји се обично користе за вршење мерења, иако су електронски (аналогни и дигитални) уређаји недавно увелико уведени.

Омметар магнетоелектричног система користи граничник струје Р који пропушта само милиампере и осетљиву мерну главу (милиамперметар) кроз њега. Реагује на проток малих струја кроз уређај услед интеракције два електромагнетна поља из сталног магнета Н-С и поља створеног струјом која пролази кроз намотај калем 1 са проводљивом опругом 2.

Као резултат интеракције сила магнетних поља, стрелица уређаја одступа од одређеног угла. Скала на глави је одмах степенована у омима ради лакшег рада. У овом случају се користи израз струјног отпора према формули 3.

Охмметар мора одржавати стабилан напон напајања из батерије да би се обезбедила тачна мерења. У ту сврху се примењује калибрација помоћу додатног регулационог отпорника Р рег. Уз његову помоћ, пре почетка мерења, напајање вишка напона из извора је ограничено на коло, постављена је строго стабилна, нормализована вредност.

Одређивање напона Омовим законом

Када радите са електричним колима, постоје случајеви када је потребно одредити пад напона на елементу, на пример, отпорнику, али је познат његов отпор, који је обично означен на кутији, и струја која пролази кроз њега. Да бисте то урадили, не морате да повежете волтметар, али довољно је да користите прорачуне према формули 2.

У нашем случају, за слику 3, вршимо прорачуне: У = 2,5 4,8 = 12 В.

Одређивање струје по Омовом закону

Овај случај је описан формулом 3. Користи се за израчунавање оптерећења у електричним колима, одабир попречних пресека жица, каблова, осигурача или прекидача.

У нашем примеру прорачун изгледа овако: И = 12 / 4,8 = 2,5 А.

Бајпас операција

Овај метод у електротехници се користи за онемогућавање рада одређених елемената кола без њиховог растављања. Да бисте то урадили, кратко спојите улазне и излазне терминале (на слици 1 и 2) жицом до непотребног отпорника - уклоните их.

Као резултат, струја кола бира пут мањег отпора кроз шант и нагло расте, а напон елемента шанта пада на нулу.

Кратак спој

Овај режим је посебан случај бајпаса и обично је приказан на горњој слици када је кратки спој инсталиран на излазним терминалима извора. Када се то догоди, стварају се веома опасне велике струје које могу да шокирају људе и спале незаштићену електричну опрему.

Заштита се користи за сузбијање случајних кварова у електричној мрежи. Они су подешени на таква подешавања која не ометају рад кола у нормалном режиму.Искључују струју само у хитним случајевима.

На пример, ако дете случајно укључи жицу у кућну утичницу, онда ће правилно конфигурисан аутоматски прекидач на улазној табли стана скоро одмах искључити струју.

Све горе описано односи се на Охмов закон за део једносмерног кола, а не комплетно коло где може бити много више процеса. Морамо замислити да је ово само мали део његове примене у електротехници.

Обрасци које је идентификовао познати научник Георг Симон Охм између струје, напона и отпора описани су на различите начине у различитим окружењима наизменичне струје и колима: једнофазним и трофазним.

Ево основних формула које изражавају однос електричних параметара у металним проводницима.

Сложеније формуле за извођење посебних прорачуна Омовог закона у пракси.

Као што видите, истраживање које је спровео сјајни научник Георг Симон Охм је од великог значаја чак иу нашем времену брзог развоја електротехнике и аутоматизације.