Om du börjar i världen av el och elektronik har du säkert hört tusen gånger den berömda Ohms lag. Och det är inte för mindre, eftersom det är en grundläggande lag på detta område. Det är inte komplicerat alls, och det lärs vanligtvis i början på grund av hur viktigt det är, trots det finns det fortfarande några nybörjare som inte vet det.
I den här guiden kommer du lära dig allt du behöver om denna Ohms lag, från vad den är, till de olika formlerna du måste lära dig, hur den kan användas i Praktiska tillämpningar, etc. Och för att göra saker ännu enklare kommer jag att göra en mycket mer intuitiv jämförelse mellan ett elektriskt system och ett vatten- eller hydraulsystem ...
Jämförelse med ett hydrauliskt system
Innan jag börjar vill jag att du får en klar uppfattning om hur ett elsystem fungerar. Det kan verka komplicerat och mycket mer abstrakt än andra system, som ett hydrauliskt system där du har en vätska som strömmar genom olika rör. Men tänk om du gjorde en fantasi övning och föreställ dig att elens elektroner är vatten? Kanske skulle det hjälpa dig att snabbt och enkelt förstå hur saker verkligen fungerar.
För detta ska jag göra en jämförelse mellan ett el- och ett hydraulsystem. Om du börjar visualisera det på detta sätt blir det mycket mer intuitivt:
- Dirigent: föreställ dig att det är ett vattenrör eller slang.
- isolering: Du kan tänka på ett element som stoppar vattenflödet.
- Elektricitet: det är inget annat än ett flöde av elektroner som går genom en ledare, så du kan föreställa dig det som ett flöde av vatten som går genom ett rör.
- Voltaje: för att spänningen ska strömma genom en krets måste det finnas en potentialskillnad mellan två punkter, det är som om du behöver en skillnad i nivå mellan två punkter mellan vilka du vill att vattnet ska strömma. Det vill säga, du kan föreställa dig spänningen som vattentrycket i ett rör.
- Resistens: Som namnet antyder är det ett motstånd mot passage av elektricitet, det vill säga något som motsätter sig det. Föreställ dig att du sätter ett finger på änden av din vattenslang för trädgården ... vilket gör det svårt för strålen att komma ut och öka vattentrycket (spänning).
- Intensitet: intensiteten eller strömmen som går genom en elektrisk ledare kan likna mängden vatten som rör sig genom ett rör. Tänk dig till exempel att ett rör är 1 ″ (lägre intensitet) och ett annat rör är 2 ″ (högre intensitet) är fyllda med denna vätska.
Detta kan också få dig att tänka att du kan jämföra elektriska komponenter med hydraulik:
- En cell, ett batteri eller en strömförsörjning: det kan vara som en vattenfontän.
- Kondensor: kan förstås som en vattenreservoar.
- Transistor, relä, strömbrytare ...: dessa styrenheter kan förstås som ett tryck som du kan slå på och av.
- Resistens- Det kan vara motståndet du sätter när du trycker fingret på änden av en vattenslang, några trädgårdsregulatorer / munstycken etc.
Naturligtvis kan du också reflektera över vad som har sagts i det här avsnittet för att få andra slutsatser. Till exempel:
- Om du ökar rörets sektion (intensitet) kommer motståndet att minska (se Ohms lag -> I = V / R).
- Om du ökar motståndet i röret (motstånd) kommer vattnet ut med högre tryck vid samma flödeshastighet (se Ohms lag -> V = IR).
- Och om du ökar vattenflödet (intensiteten) eller trycket (spänningen) och riktar strålen mot dig, kommer det att skada mer (farligare elektrisk stöt).
Jag hoppas att du med dessa likheter har förstått något bättre ...
Vad är Ohms lag?
La Ohms lag Det är en grundläggande relation mellan tre grundstorlekar som är strömens intensitet, spänning eller spänning och motstånd. Något grundläggande för att förstå kretsens driftsprinciper.
Det är uppkallat efter dess upptäckare, den tyska fysikern george ohm. Han kunde observera att den elektriska strömmen som strömmar genom ett fast linjärt motstånd vid en konstant temperatur är direkt proportionell mot spänningen som appliceras över den och omvänt proportionell mot motståndet. Det vill säga jag = V / R.
Dessa tre magnituder av formeln de kan lösas för att beräkna spänningen mot ström- och motståndsvärdena, eller också motståndet som en funktion av den angivna spänningen och strömmen. Nämligen:
- I = V / R
- V = IR
- R = V / I
Eftersom jag är strömintensiteten för kretsen uttryckt i ampere, V spänningen eller spänningen uttryckt i volt och R motståndet uttryckt i ohm.
Por ejemploTänk dig att du har en lampa som förbrukar 3A och som fungerar på 20v. För att beräkna motståndet kan du använda:
- R = V / I
- R = 20/3
- R≈6.6 Ω
Mycket enkelt, eller hur?
Tillämpningar av Ohms lag
den Ohms lagansökningar De är obegränsade och kan tillämpa dem på en mängd beräkningar och beräkningsproblem för att få några av de tre storheterna som den berör i kretsar. Även när kretsarna är extremt komplexa kan de förenklas för att tillämpa denna lag ...
Du borde veta att de finns två exceptionella förhållanden inom Ohms lag när man talar om en krets, och dessa är:
- Kortslutning: i det här fallet är det när två spår eller komponenter i kretsen är i kontakt, som när det finns ett element som tar kontakt mellan två ledare. Det resulterar i en mycket radikal effekt där strömmen är lika med spänningen och slutar brinna eller skada komponenterna.
- Öppen krets: är när en krets avbryts, antingen avsiktligt med hjälp av en omkopplare, eller för att någon ledare har klippts av. I det här fallet, om kretsen observerades från Ohms lag, kunde det verifieras att det finns ett oändligt motstånd, så det kan inte leda ström. I det här fallet är det inte destruktivt för kretskomponenter, men det fungerar inte under den öppna kretsens varaktighet.
Effekt
Även om grundläggande Ohms lag inte inkluderar storleken på elkraft, kan användas som grund för dess beräkning i elektriska kretsar. Och det är att den elektriska effekten beror på spänningen och intensiteten (P = I · V), något som Ohms lag i sig kan hjälpa till att beräkna ...