Повторити
Ця глава містить дуже важливі електротехнічні теоретичні основи, без яких важко було б зрозуміти далі. Багато практичних завдань, пов’язаних із законом Ома, працездатністю, роботою, допомагають вчитися.
Тим часом ми ознайомилися з поняттями напруги та електричного струму, а також величин змінного струму, таких як частота, довжина хвилі тощо.
| напруженість | U | вольт | V |
| струм | Я | підсилювачі | THE |
| період часу | т | секунд | s |
| частота | f | герц | Гц |
| довжина хвилі | л | метр | м |
Між відомими величинами вже можна записати такий зв’язок:
На наступних сторінках обговорюються поняття, які можна прослідкувати до зв'язку між напругою та струмом.
Закон Ома
На наступному малюнку показано експеримент. Якщо ми збільшимо напругу нашого джерела, лампочка, підключена до схеми, буде світити яскравіше. Це показує, що тоді в ланцюзі протікає більше струму.
В ланцюзі не можуть протікати нескінченно великі струми. Опір провідного волокна в колбі обмежує величину струму, що утворюється. На опір впливає кількість вільних електронів у провідному матеріалі, а також структура решітки матеріалу. Вони будуть детально обговорені в наступних розділах.
Опір лампи розжарювання та всі інші опори представлені наступним символом:
Буква R є знаком величини опору (походить від англійського слова "резистор"), а його одиниця - ом, знак: Ω.
Визначення: Якщо 1 А протікає під напругою 1 В, підключеному до споживача, опір споживача становить 1 Ом.
Одиниця виміру була точно визначена в 1970 р. Отриманою одиницею електричного опору СІ є ом (1 Ом - опір однорідно структурованого металевого провідника, дві точки якого при постійних температурних умовах при напрузі 1 В мають постійну струм потоку 1 А.)
Тож можна визначити третю з будь-яких двох величин.
Налаштування вимірювань (a) та вимірювана характеристика (b)
Перша спроба:
При постійному опорі (10 Ом) змініть напругу і виміряйте струм.
| U (V) | 10 | 20 | 30 | 40 |
| I (A) | 1 | 2 | 3 | 4 |
Побудова виміряних значень на діаграмі U-I дає точки лінії. Якщо провести лінію, можна побачити, що вона проходить через початок координат, тому при 0 напрузі струм не протікає. Якщо вимірювання повторити з іншим резистором (наприклад, 20 Ом), можна також побачити, що струм в два рази перевищує напругу в два рази. Це також можна сказати, що напруга і струм прямо пропорційні. У письмовій формі: У
Другий експеримент:
Підтримання постійного струму (2 А) змінює опір. Виміряйте напругу, необхідну для підтримки струму.
| R (Ом) | 5 | 10 | 20 |
| U (V) | 10 | 20 | 40 |
Видно, що існує також пряма залежність між опором і напругою: R
Обидва досвідчені стосунки описані в законі Ома:
Використовуючи закон Ома, ми змогли дізнатися зв’язок між двома основними величинами, напругою та струмом. Підключення також діє для постійного струму (постійного струму) та змінної величини (змінного струму).
Скільки напруги потрібно для роботи реле, якщо 120 мА повинно протікати через його котушку 50 Ом, щоб контакти тягнули?
Дано: R = 50 Ом, I = 120 мА = 0,12 Å
U = R * I = 50 * 0,12 = 6
Отже, для роботи потрібно 6 В.
Другий приклад:
Коли до електронного пристрою подається напруга 24 В, в ланцюзі починається струм 15 мА. Який опір пристрою?
Дано: I = 15mA = 0,015 A; U = 24В
R = U/I = 24/0,015 = 1600
Отже, опір пристрою становить 1600 Ом, тобто 1,6 КОм.
Варто зазначити (може бути корисним для електрика):
одержимість
Вони можуть бути використані для швидкого обчислення Прикладу 2:
Перша практика:
За допомогою трипозиційного перемикача до схеми можна підключити три резистори різних значень. Який струм можна виміряти в кожному випадку? Рішення (заповніть таблицю):
| R (Ком) | 2 | 4 | 8 |
| I (мА) | . | . | . |
Правильність рішення легко перевірити, оскільки, змінюючи опір двічі, струм завжди потрібно зменшувати вдвічі.
Потрібно визначити величину робочого опору в транзисторній схемі, показану на малюнку. Напруга живлення ланцюга становить 12 В. Ми хочемо половину напруги живлення на робочому резисторі. Використання транзистора як підсилювача NF вимагає струму колектора 2 мА.
Яке значення має колекторний резистор?
A) 6 місць B) 3 місця C) 333 Ом D) 166 Ом
Електроенергія
Потрібна потужність залежить від величини опору споживача. Яка максимальна потужність резистора в попередній схемі транзистора? Відповісти на це питання буде простіше після наступних рядків.
Якщо струм протікає через резистор, на резисторі (залізо, колба) утворюється тепло. Ця потужність зростає в міру збільшення або напруги, або струму у споживача. Знак електричної потужності: P (від англійського слова power) можна обчислити як добуток струму та напруги.
Одиниця виміру потужності - Вт [Вт], В * А. Потужність на споживачі становить 1 Вт, якщо через нього протікає струм 1 А під напругою 1 В.
Ми часто використовуємо одиницю продуктивності з такими префіксами:
| 1 мегават | МВт | 10 ^ 6 Вт |
| 1 кіловат | кВт | 10 ^ 3 Вт |
| 1 міліват | мВт | 10 ^ -3 Вт |
| 1 мікроват | мкВт | 10 ^ -6 Вт |
Метод розрахунку P = U * I в основному справедливий лише для постійного струму у всіх випадках. Для змінних величин він може бути використаний лише в тому випадку, коли немає різниці фаз між напругою і струмом, тобто в ланцюзі є лише суто омічне навантаження. (Детальніше див. У Розділі 3)
Зараз ми не будемо детальніше займатися цією темою, бо цього достатньо для іспиту з радіоаматорів.
Яка потужність на резисторі під час другої вправи, якщо через нього протікає струм 2 мА під дією напруги 6 В?
Дано: U = 6 В; I = 2 мА
Рішення: P = U * I P = 6 В * 2 мА = 12 мВт
Отже, на резисторі (тепло Джоуля) є лише 12 мВт (тепло).
Третя вправа:
Мобільний трансивер поглинає 100 Вт потужності від 12-вольтової системи автомобіля при передачі.
Який струм намальований?
А) 1200 А Б) 16,6 А В) 8,33 А Г) 0,12 А
Якщо напруга та струм не вказані, але дається лише опір напруги або опір струму, відсутність третьої величини та потужності можна розрахувати з будь-якого. Наступні формули показують методи обчислення, отримані з використанням закону Ома.
(а) Якщо відомий опір і струм:
Варто зазначити обрамлену формулу.
б) Для заданого опору та напруги.
Варто зазначити обрамлену формулу.
Четверта вправа:
При вимірюванні вихідної потужності ВЧ вимірюється напруга 100 В при опорі 50 Ом.
Скільки влади виходить із податку?
А) 5 кВт Б) 500 Вт В) 200 Вт Г) 2 Вт
Електромонтажні роботи
Навіть лише в механіці W (від англійського слова Work) найчастіше використовується для позначення електричних робіт. Робота означає стабільну роботу протягом тривалого періоду часу.
Ш = Р * т; робота = потужність * час
Наступне співвідношення дає найбільш важливе відношення для електромонтажних робіт.
Якщо ми підставляємо дані у вольтах, амперах і секундах, ми отримуємо VA, також відомі як Ws (ватсекунди).
Примітка: Основна одиниця роботи - Wс. Але це порівняно невелика одиниця, тому замість цього ми часто використовуємо кВт-год (кіловат-години).
П’ята вправа:
Скільки Вт на кВт-год?
Примітка: Годинник потрібно замінити за лічені секунди!
А) 3 600 000 Вт Б) 60 000 Вт В) 3600 Вт Г) 60 Вт
Це перерахування може знадобитися при розрахунку суми, яку потрібно сплатити за електроенергію. Ми платимо постачальнику електроенергії за електромонтажні роботи, а не за продуктивність. Важливо, скільки часу забирається живлення від мережі.
Комп’ютер витрачає 120 Вт електроенергії з електромережі.
- а) Яке добове споживання енергії (електромонтажні роботи в кВт-год), якщо машина працює щодня з 8 ранку до 6 вечора?
- b) Скільки коштує енергія, споживана під час щоденної роботи, якщо один кВт-год дорівнює 40 HUF?
- а) Ш = Р * т = 120 Вт × 10 год = 1200 Втч = 1,2 кВт-год
- b) Вартість: K = 1,2 кВт-год × 40 HUF/кВт-год = 48 HUF
Тож щоденна експлуатація коштує 48 форинтів. За їхніми словами, якщо хтось керує таким комп’ютером 10 годин на день, це коштує приблизно 1500 форинтів, тобто 6 євро, на місяць.
Тестові завдання
Завдання цього розділу допоможуть вам підготуватися до іспиту на радіоаматора. Наступні приклади дають практику обчислення закону Ома, результативності та роботи.
TB504 *) Одиниця електричної потужності a .
А) джоуль. Б) ампер-годин. В) кіловат-годин. Г) ват.
TB506 Що з наведеного є неправильним відношенням?
TB507 Скільки напруги протікає 2 А на резисторі 50 Ом?
А) 25 В Б) 52 В В) 100 В Г) 200 В.
TB508 При якому опорі тече 3 А під поданою напругою 90 В?
A) 1/30 Ом B) 30 Ом C) 93 Ом D) 270 Ом
TB525 Це рядок, у якому обидва відносини є правильними?
TB526 Це рядок, у якому обидва відносини є правильними?
TB527 Джерело енергії забезпечує 0,63 А при 230 В. Скільки роботи виконує джерело, якщо воно працює з такими параметрами протягом 7 годин?
A) 0,1 кВт-год B) 1,015 кВт-год C) 2,56 кВт-год D) 20,7 кВт-год
TC500 Максимальна навантажувальна здатність (макс. Потужність) резистора 10 кОм становить 1 Вт. Яку максимальну напругу витримує резистор без пошкодження?
А) 3,16 В Б) 31,6 В В) 10 В Г) 100 В.
TC501 Максимальна навантажувальна здатність резистора 120 Ом становить 23 Вт. Який максимальний струм витримує резистор без пошкоджень?
A) 19,2 mA B) 192 mA C) 43,7 mA D) 437 mA
Рішення
Рішення для вправ, які відбуваються під час розділу:
| R (кОм) | 2 | 4 | 8 |
| I (мА) | 12 | 6 | 3 |
- Друга вправа: Б
- Третя практика: C
- Четверта вправа: С
- П’ята вправа:
Деталі правильних рішень можна знайти за таким посиланням: Додаток
Тестові завдання
У наступній таблиці наведено рішення для завдання, натиснувши на неї.
Ви вирішили щонайменше 7 завдань? Цього достатньо. Ці приклади мали таку ж складність, як і екзаменаційні завдання.
http://tankonyv.ham.hu 15 грудня 2005 р. Умови використання матеріалів на http://tankonyv.ham.hu. HG2ECZ, HG3IPD Радіоаматори-учасники