إذا كنت تبدأ في عالم الكهرباء والإلكترونيات ، فمن المؤكد أنك سمعت ألف مرة من المشاهير قانون أوم. وهو ليس مقابل أقل ، لأنه قانون أساسي في هذا المجال. إنها ليست معقدة على الإطلاق ، وعادة ما يتم تعلمها في البداية بسبب أهميتها ، ومع ذلك ، لا يزال هناك بعض المبتدئين الذين لا يعرفون ذلك.
في هذا الدليل سوف تفعل تعلم كل ما تحتاجه حول قانون أوم هذا ، من ماهيته ، إلى الصيغ المختلفة التي يجب أن تتعلمها ، وكيف يمكن استخدامه في تطبيقات عملية، إلخ. ولجعل الأمور أسهل ، سأجري مقارنة أكثر سهولة بين نظام كهربائي ونظام مائي أو هيدروليكي ...
مقارنة مع نظام هيدروليكي
قبل البدء ، أود أن تكون لديك فكرة واضحة عن كيفية عمل النظام الكهربائي. يمكن أن يبدو معقدًا وأكثر تجريدًا من الأنظمة الأخرى ، مثل النظام الهيدروليكي حيث يوجد سائل يتدفق عبر أنابيب مختلفة. ولكن ماذا لو فعلت تمرين التخيل وتخيلوا أن إلكترونات الكهرباء هي ماء؟ ربما يساعدك ذلك على فهم كيفية عمل الأشياء حقًا بطريقة سريعة وأساسية.
لهذا سأقوم بإجراء مقارنة بين نظام كهربائي واحد وآخر هيدروليكي. إذا بدأت في تخيله بهذه الطريقة ، فسيكون الأمر أكثر سهولة:
- موصلة: تخيل أنه أنبوب ماء أو خرطوم.
- عازلة: يمكنك التفكير في عنصر يوقف تدفق المياه.
- كهرباء: إنه ليس أكثر من تدفق للإلكترونات يمر عبر موصل ، لذلك يمكنك أن تتخيله على أنه تدفق للمياه يمر عبر أنبوب.
- الجهد: لكي يتدفق الجهد عبر الدائرة ، يجب أن يكون هناك فرق جهد بين نقطتين ، يبدو الأمر كما لو كنت بحاجة إلى اختلاف في المستوى بين نقطتين تريد أن يتدفق الماء بينهما. أي يمكنك أن تتخيل الجهد على أنه ضغط الماء في الأنبوب.
- مقاومة: كما يوحي اسمها فهي مقاومة لمرور الكهرباء أي شيء يعارضها. تخيل أنك وضعت إصبعًا على نهاية خرطوم الري في حديقتك ... وهذا سيجعل من الصعب على النفاثة الخروج وزيادة ضغط الماء (الجهد).
- كثافة: يمكن أن تكون الشدة أو التيار الذي ينتقل عبر موصل كهربائي مماثلاً لكمية الماء التي تنتقل عبر الأنبوب. على سبيل المثال ، تخيل أن أحد الأنبوبين 1 ″ (كثافة أقل) وأنبوبًا آخر (كثافة أعلى) مملوءان بهذا السائل.
قد يقودك هذا أيضًا إلى الاعتقاد بأنه يمكنك مقارنة ملف مكونات eléctricos مع المكونات الهيدروليكية:
- خلية أو بطارية أو مصدر طاقة: يمكن أن يكون مثل نافورة المياه.
- مكثف: يمكن فهمه على أنه خزان مياه.
- الترانزستور ، التتابع ، التبديل ...: يمكن فهم أجهزة التحكم هذه على أنها نقرة يمكنك تشغيلها وإيقافها.
- مقاومة- يمكن أن تكون المقاومة التي تضعها عندما تضغط بإصبعك على طرف خرطوم مياه ، أو بعض منظمات / فوهات الحديقة ، إلخ.
بالطبع ، يمكنك أيضًا التفكير في ما قيل في هذا القسم للحصول عليه استنتاجات أخرى. على سبيل المثال:
- إذا قمت بزيادة قسم الأنبوب (الشدة) ، ستنخفض المقاومة (انظر قانون أوم -> I = V / R).
- إذا قمت بزيادة المقاومة في الأنبوب (المقاومة) ، فإن الماء يخرج بضغط أعلى بنفس معدل التدفق (انظر قانون أوم -> V = IR).
- وإذا قمت بزيادة تدفق المياه (الشدة) أو الضغط (الجهد) ووجهت الطائرة نحوك ، فسيؤدي ذلك إلى مزيد من الضرر (صدمة كهربائية أكثر خطورة).
آمل أن تكون قد فهمت شيئًا أفضل بهذه التشبيهات ...
ما هو قانون أوم؟
La قانون أوم إنها علاقة أساسية بين ثلاثة مقادير أساسية وهي شدة التيار ، والتوتر أو الجهد ، والمقاومة. شيء أساسي لفهم مبادئ تشغيل الدوائر.
سميت على اسم مكتشفها ، الفيزيائي الألماني جورج أوم. كان قادرًا على ملاحظة أنه عند درجة حرارة ثابتة ، فإن التيار الكهربائي المتدفق عبر مقاومة خطية ثابتة يتناسب طرديًا مع الجهد المطبق عبره ويتناسب عكسياً مع المقاومة. هذا هو ، أنا = V / R.
تلك المقادير الثلاثة من الصيغة يمكن حلها لحساب الجهد مقابل قيم التيار والمقاومة ، أو أيضًا المقاومة كدالة للجهد والتيار المعينين. يسمى:
- أنا = V / R.
- V = IR
- R = V / I
لكوني أنا شدة التيار للدائرة المعبر عنها بالأمبير ، V الجهد أو الجهد المعبر عنه بالفولت ، و R المقاومة معبر عنها بالأوم.
من قبل مثالتخيل أن لديك مصباحًا يستهلك 3 أمبير ويعمل عند 20 فولت. لحساب المقاومة التي يمكنك تطبيقها:
- R = V / I
- R = 20/3
- R≈6.6 Ω
بسيط جدا ، أليس كذلك؟
تطبيقات قانون أوم
ال تطبيقات قانون أوم إنها غير محدودة ، فهي قادرة على تطبيقها على العديد من العمليات الحسابية والمشاكل الحسابية للحصول على بعض المقادير الثلاثة التي تتعلق بها في الدوائر. حتى عندما تكون الدوائر معقدة للغاية ، يمكن تبسيطها لتطبيق هذا القانون ...
يجب أن تعرف أنها موجودة شرطين استثنائيين ضمن قانون أوم عند الحديث عن الدائرة ، وهذه هي:
- Cortocircuito: في هذه الحالة يحدث عندما يكون هناك مساران أو مكونان من الدائرة على اتصال ، كما هو الحال عندما يكون هناك عنصر يقوم بالاتصال بين موصلين. ينتج عن ذلك تأثير جذري للغاية حيث يساوي التيار الجهد وينتهي بحرق المكونات أو إتلافها.
- دائرة مفتوحة: عندما تنقطع دائرة ، إما عن عمد باستخدام مفتاح ، أو بسبب قطع بعض الموصلات. في هذه الحالة ، إذا تمت ملاحظة الدائرة من منظور قانون أوم ، فيمكن التحقق من وجود مقاومة لانهائية ، وبالتالي فهي غير قادرة على إجراء التيار. في هذه الحالة ، لا تدمر مكونات الدائرة ، لكنها لن تعمل طوال مدة الدائرة المفتوحة.
قوة
على الرغم من أن قانون أوم الأساسي لا يشمل حجم الطاقة الكهربائية، يمكن استخدامه كأساس لحسابه في الدوائر الكهربائية. وهو أن الطاقة الكهربائية تعتمد على الجهد والشدة (P = I · V) ، وهو أمر يمكن لقانون أوم نفسه أن يساعد في حسابه ...