Ohmův zákon pro figuríny: 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Ahoj! Nebuď na sebe tak tvrdý!

Nejsi hloupý! Elektřina je extrémně obtížně pochopitelný koncept, a proto se dnes ode mě (A Dummy) naučíte, jak jsem se naučil základy elektřiny. Odstraním veškerý přebytek a ponechám vám jen zjednodušené základy.

Dnes se budu věnovat jen krátkému úvodu k elektřině, pokryjeme

1. Co je to elektřina?
2. Napěťový proudový odpor a výkon
3. Algebraický vztah k sobě navzájem Ohmův zákon
4. A moje oblíbená metoda řešení obvodových problémů!

Proč bys mě měl poslouchat? Byl jsem elektrikářem 6 let a jednou jsem seděl na vašem místě! Chtěl jsem porozumět elektřině, ale lidé stále používali velké termíny a cizí pojmy, které se mi honily hlavou! Dnes vás tedy naučím, co si přeji, aby mě někdo naučil, když jsem právě začínal. Základní, ale..základní

Krok 1: Co je to elektřina?

Elektřina je pohyb elektronů. A je to. Dost jednoduché, že?

Aniž bychom se dostali příliš hluboko, vše v celém vesmíru je tvořeno atomy. V jádru atomu máte protony a neutrony a v oblaku kolem nich jsou elektrony!

Tady je ta věc. Elektrony se nemají rády. Elektrony mají záporný náboj, a když je dáte dohromady, mají tendenci se navzájem tlačit!

Ale elektrony milují protony! Protony mají kladný + náboj, ale nemohou se pohybovat tak snadno, jak to dokážou elektrony. Pokud tedy dáte dohromady elektron a proton, elektron se bude pohybovat směrem k protonu! Elektřina!

Pamatujete si staré přísloví? Protiklady se přitahují?

Takže s tím z cesty, teď se můžeme dostat ke stavebním kamenům elektřiny (pro naši lekci extrémně zjednodušené)

1. Napětí: Nerovnováha náboje mezi dvěma body
2. Aktuální: Množství elektronů tekoucích kolem bodu
3. Odpor: Odolnost proti toku elektronů
4. Výkon: Přenos elektrické energie do jiné formy

A jak je měříme

1. Napětí: měřeno ve voltech (V)
2. Proud: měřeno v ampérech (A)
3. Odpor: měřeno v ohmech (Ω)
4. Výkon: Měřeno ve wattech (W)

A jejich symboly

1. Napětí: S ohledem na symbol (E nebo V) pro elektromotorickou sílu nebo volty
2. Aktuální: Vzhledem k symbolu (I) pro intenzitu toku
3. Odpor: Je dán symbolem (R) odporu
4. Napájení: Vzhledem k symbolu (P) pro napájení

Mějte na paměti, že je to spravedlivé a úvodní, a do vysvětlení a definice těchto pojmů můžete jít mnohem hlouběji, proč to však nezjednodušit?

Jak tedy spolupracují?

Můj oblíbený způsob, jak to vysvětlit, je představit si elektřinu jako nádrž vody procházející hadicí. Síla tlačící na vodu nebo tlak je napětí. Kvůli tomuto tlaku voda teče, množství tekoucí vody je proud. Ale v jednom bodě hadice je zlom! Může tudy protékat méně vody, což způsobuje odpor. Nyní si představte, že stříkáte vodu na vodní kolo, což způsobí, že se točí, Síla!

Nyní, když znáte terminologii, se můžeme dostat do matematických vztahů

Krok 2: Ohmův zákon

Ohmův zákon popisuje, jak napětí, proud a odpor souvisí algebraicky, přičemž uvádí

Napětí (E) = proud (I) vynásobený odporem (R)

E = IR

nebo jej můžete přepsat mnoha způsoby

I = E/R R = E/I

Ukažme si to na příkladu: Máme obvod skládající se z 12 V baterie a odporu měřícího 2 ohmy. Pokud to zapojíme do naší rovnice, mělo by to vypadat takto: 12v = I (2Ω). Rozdělte 12v/2Ω a I = 6. Bude proudit 6 ampérů!

Nyní to zkusíme znovu, tentokrát použijete stejnou 12v baterii, ale tentokrát neznáte odpor! Pomocí ampérmetru změříte průtok 1 ampér, jaký je odpor? Zapojte to do naší rovnice: R = 12v/1A a dostaneme R = 12Ω!

Poslední, tentokrát jsme zapojili obvod do baterie neznámého napětí (Nikdy to mimochodem nedělejte) Víte, že odpor je 6Ω a měříte průtok jako 2 ampéry. Zapojte to do naší rovnice E = 2a*6Ω a dostaneme 12v! To je dost jednoduché, že?

Tady je zábavný malý trik Nakreslete kruh a uprostřed nakreslete vodorovnou čáru. Nechte horní polovinu samotnou a mezi spodní polovinu nakreslete svisle čáru. Měli byste mít nejhůře vypadající znamení míru, jaké jste kdy nakreslili! To je však užitečné, věřte mi! Na horní polovinu vložte E, na spodní levou čtvrtinu vložte I a pravou čtvrtinu na R. Nyní, v závislosti na hodnotě, kterou potřebujete, umístěte palec na symbol a dostanete odpověď! Potřebujete například napětí? Zakryjte E a zbývá mi vynásobeno R! Potřebujete odpor? Zakryjte R a zůstane vám E/I!

Docela cool, že?

Nyní pojďme přidat sílu do rovnice!

Krok 3: Vzorec síly

Vzorec síly je tak jednoduchý jako ohmový zákon

Výkon (P) se rovná proudu (I) vynásobenému napětím (E)

nebo P = IE, můžeme to přepsat stejně jako u ohmového zákona!

I = P/E a E = P/I

Ukažme příklad!

Obvod má baterii 12 V a tok proudu 2 A. Zapojením do našeho výkonového vzorce P = (2A) (12v) získáme 24 wattů! Páni! Nejvíce se energie z našeho okruhu mění v teplo!

a dalším příkladem je použití stejné 12v baterie v obvodu, používáme wattmetr a měříme 48 wattů! Kolik proudu teče? Zapojením toho, co víme, do našeho výkonového vzorce dostaneme (48 W) = I (12 V), čímž získáme 4 ampéry proudu!

a v neposlední řadě řekněme v obvodu s neznámým napětím, měříte 240 wattů a proudový tok 1 ampér, jaké je aplikované napětí? Když jej zapojíme, dostaneme E = (240w)/(1A), což nám dává 240 voltů! Au!

Je také důležité si uvědomit, že to můžete zapojit do kruhu, který jsme nakreslili minule, stačí nahradit E za P a R za E

Ale teď pojďme k mé oblíbené metodě ohmového zákona!

Krok 4: PEIR

PEIR vyřeší všechny vaše problémy! Podle mého názoru je to nejlepší metoda, nicméně většina lidí nikdy nepoužívala PEIR

Nejprve zapište PEIR vertikálně

P (výkon)

E (napětí)

I (aktuální)

R (odpor)

A vyplňte hodnoty, které znáte, řekněme, že máme 120 V s odporem 60 Ω, zapojte jej!

P =?

E = 120v

Já =?

R = 60Ω

Nyní, abychom šli nahoru s PEIRem, se rozmnožujeme, a abychom šli dolů, dělíme. Začněme tedy od odporu a jdeme nahoru. 60Ω vynásobené neznámým číslem nám dá 120v. 120v = 60Ω*I, proto dostaneme 2 ampéry! Tak to zapojíme!

P =? E = 120v

I = 2A

R = 60Ω

Nyní pojďme získat sílu! Pamatujte, že stoupat znamená znásobovat a klesat znamená dělit, takže 120 V vynásobené 2 ampéry by nám mělo dát sílu 240 Wattů!

P = 240 W.

E = 120v

I = 2A

R = 60Ω

A to je vše!

Krok 5: Další lekce?

A takto můžete použít Ohmsův zákon k řešení problémů!

Nebylo to vůbec těžké, že? Právě jste udělali své první kroky do světa elektřiny! Gratuluji!

Nezastavujte se zde! Je toho mnohem víc, co se naučit, doporučuji začít s instruktážním uživatelem RANDOFO s instrukcemi o elektronice

A možná, pokud si najdu ještě čas, udělám pro vás další lekci!

Dejte mi vědět, pokud byste chtěli další lekci! Další řada Vs paralelně?