Сопротивление и закон Ома

Хотите создать сайт? Найдите бесплатные темы и плагины WordPress. За исключением специального класса материалов, называемых сверхпроводниками, все материалы обладают сопротивлением, которое является противодействием току. Проводники обычно представляют собой металлические материалы с низким сопротивлением, тогда как изоляторы - это материалы с высоким сопротивлением. Когда через резистивный материал проходит ток, тепло выделяется в результате столкновений электронов и атомов. Даже провод, имеющий очень маленькое сопротивление, может нагреваться, когда через него проходит достаточный ток. Рисунок 1: Схематические обозначения для фиксированных и переменных резисторов Сопротивление - это противодействие току и обозначается буквой R. Его единица измерения - ом, обозначаемый греческой буквой Ω. Один Ом (1 Ом) сопротивления существует, когда есть один ампер (1 A) тока в материале с одним вольт (1 В), приложенным к материалу. Резисторы Резисторы - это компоненты, которые имеют определенное сопротивление между выводами или выводами. Основное применение резисторов - ограничение тока; делить напряжение; и, в некоторых случаях, выделяют тепло. Хотя существует много типов резисторов, и они бывают разных форм и размеров, все они могут быть отнесены к одной из двух основных категорий: фиксированные или переменные. Обозначения для постоянного резистора и двух переменных резисторов показаны на рисунке 1. Переменные резисторы подразделяются на потенциометры (потенциометры) с тремя выводами и реостаты с двумя выводами. Однако обратите внимание на рис. 1, что потенциометр можно подключить как реостат, подключив центральную клемму к одной стороне. Потенциометры используются для контроля напряжения; реостаты используются для контроля тока. Фиксированные резисторы Фиксированные резисторы имеют значения сопротивления, которые нельзя изменить. Они доступны с большим выбором значений и номинальных мощностей, установленных производителем. Постоянные резисторы изготавливаются с использованием различных методов и материалов. Обычным типом фиксированного резистора является тип углеродного состава, который изготавливается из смеси мелко измельченного углерода, изолирующего наполнителя и связующего на основе смолы. На рисунке 2 показана конструкция типичного резистора из углеродной композиции. Рис. 2. Резистор из углеродного состава в разрезе. Другой тип постоянного резистора для прецизионных приложений с низким сопротивлением - это резистор с проволочной обмоткой. Резисторы с проволочной обмоткой выпускаются либо в виде прецизионных резисторов малой мощности, либо в виде резисторов большой мощности. Они обладают прекрасными низкочастотными характеристиками, но не подходят для использования на высоких частотах. Они конструируются путем наматывания резистивного провода на изолирующий стержень и последующего запечатывания. Рисунок 3: Примеры потенциометров с конструктивными видами Переменные резисторы Переменные резисторы имеют значения сопротивления, которые можно изменять. Они также доступны в различных типах, включая углеродные, пленочные и проволочные. Потенциометры состоят из вращающегося вала, соединенного с дворником, подобного тому, что показано на Рисунке 3 (а). Центральный вывод соединен с рычагом стеклоочистителя, который управляется вращением вала. Для приложений, требующих более точного управления, доступны потенциометры с несколькими витками и с многооборотным линейным расположением, как показано на рисунке 3 (c). Сопротивление проводов Хотя медь является отличным проводником и широко используется в электронных схемах, у нее есть некоторое сопротивление. Во многих случаях сопротивлением провода можно пренебречь; но в некоторых случаях это может повлиять на цепь, и это необходимо учитывать. Возможно, вы видели низковольтные дворовые фонари, которые темнеют по мере удаления от источника. В этом случае сопротивление провода повлияло на цепь. Проблема уменьшается, если используется провод большего диаметра (с большей площадью поперечного сечения) или если источники света перемещаются ближе к источнику (поскольку более короткий провод имеет меньшее сопротивление). Провод может перегреться из-за сопротивления при слишком большом токе. Калибры проволоки используются во всем мире для определения размера проволоки. Американский калибр проводов Размер и тип провода, который подходит для данного приложения, зависит от ряда факторов, включая длину, максимальную силу тока и окружающую среду, в которой находится провод, среди других факторов. Диаметр проволоки определяется в соответствии со стандартными номерами калибра, которые называются американскими калибрами проводов (AWG). Чем больше номер калибра, тем меньше размер провода и больше сопротивление на единицу длины. Например, калибр 12 обычно используется в бытовой электропроводке, а калибр 24 - для телефонных цепей. Проволока размером с человеческий волос имеет размер 40; в некоторых приложениях используются даже меньшие размеры. AWG относится к площади поперечного сечения провода; общепринятая английская единица измерения площади поперечного сечения проводов - круговой мил (СМ). Один круговой мил - это площадь проволоки, диаметр которой составляет одну тысячную дюйма (один мил). Круглый мил показан на рисунке 4. Рисунок 4: Круглый мил. Для справки, диаметр, сопротивление на 1,000 футов, сопротивление на км и допустимая токовая нагрузка (допустимая нагрузка) некоторых стандартных размеров медных проводов AWG приведены в таблице 1. Допустимая нагрузка - это максимальный ток, который провод может выдерживать при определенных условиях. указанные условия. Когда диаметр провода становится больше, номер AWG меньше, и провод рассчитан на больший ток. После того, как размер AWG становится равным 1, следующий размер провода составляет 1/0, что называется единицей, что, в свою очередь, означает один ноль (0). Следующие три размера - две должны (2/0), три должны (3/0) и четыре должны (4/0). Поскольку провод имеет сопротивление, ток через него вызывает рассеивание энергии в виде тепла. Таким образом, при слишком большом токе провод перегревается. Номинальные значения допустимой нагрузки зависят от температуры и типа кабеля. Другие номинальные значения допустимой нагрузки также указаны в соответствии с Национальным электрическим кодексом (NEC). Например, AWG 12 рассчитан на 25 А на открытом воздухе и 20 А как часть трехжильного кабеля для температуры 30 ° C. Кроме того, NEC предоставляет спецификации, которые включают максимальное количество ампер и требования к предохранителям или прерывателям различные провода (обычно называемые в коде проводниками). Кроме того, существуют особые требования к условиям, таким как проложенные под землей проводники, проводники, подверженные воздействию солнечного света, или проводники, устанавливаемые во влажных местах, таких как те, которые используются в установках солнечных панелей. Допустимая нагрузка по току снижается для этих и других условий, когда в кабелепроводе или пучке имеется несколько проводов. Это очень важно в системах возобновляемой энергетики, поскольку жгуты проводов в горячих точках являются обычным явлением. Перед установкой любой проводки всегда проверяйте NEC на предмет номинальных характеристик для конкретных приложений и требований кодов в вашем регионе, Таблица 1 Нормальный номинальный ток NEC и сопротивление проводов выбранных размеров медных проводов Американский калибр проводов (AWG) Сопротивление медного провода (Ом) на 1,000 футов Сопротивление (Ом) на километр 16 15 4.016 13.176 14 20 2.525 8.284 12 25 1.588 5.210 10 30 0.9989 3.277 8 40 0.6282 2.061 6 55 0.3951 1.296 4 70 0.2485 0.815 3 85 0.187 0.614 2 95 0.1563 0.513 1 110 0.1239 0.406/1 0 125 0.0983 0.323/2 0 145 0.0779 0.256/3 0 165 0.0618 0.203/4 0 195 0.049 ПРИМЕР 0.161 Найдите сопротивление 1 футов медного провода AWG 2,500. Решение Из таблицы 1 сопротивление медного провода AWG 12 составляет 1.588 Ом · фут. Это означает, что 2,500 футов. будет иметь сопротивление R = (2,500 футов) (1.588 Ом / 1,000 футов) = 3.97 Ом R = (2,500 футов) (1.588 Ом / 1,000 футов) = 3.97 Ом Закон Ома Георг Саймон Ом сформулировал закон Ома, который назван в его честь. Закон Ома выражает взаимосвязь между напряжением (V), током (I) и сопротивлением (R). Закон Ома можно выразить в трех эквивалентных формах: для напряжения, для тока и для сопротивления. Это позволяет вам определить любую из величин (V, I или R), если вы знаете две другие. Формула для напряжения Вы можете использовать закон Ома, чтобы найти напряжение, зная ток и сопротивление. Напряжение равно току, умноженному на сопротивление. V = IRV = IR Формула для тока Вы можете использовать закон Ома, чтобы найти ток, если вы знаете напряжение и сопротивление. Ток равен напряжению, разделенному на сопротивление. I = V / RI = V / R Формула сопротивления Вы можете использовать закон Ома, чтобы найти сопротивление, зная ток и напряжение. Сопротивление равно напряжению, разделенному на ток. R = V / IR = V / I Три формулы (V = IR, I = V / R и R = V / I), конечно, эквивалентны. Рисунок 5 поможет вам запомнить соотношение между напряжением, током и сопротивлением. Рисунок 5: Помощь в запоминании закона Ома. ПРИМЕР 2. Определите напряжение, когда ток равен 2 А, а сопротивление равно 10 Ом. Решение V = IR = (2A) (10Ω) = 20VV = IR = (2A) (10Ω) = 20V Определите ток при напряжении 48 В и сопротивлении 20 Ω Решение I = V / R = 48V / 20Ω = 2.4 AI = V / R = 48 В / 20 Ом = 2.4 А. Определите сопротивление при напряжении 120 В и токе 8 А. Решение R = V / I = 120 В / 8 A = 15 Ом R = V / I = 120 В / 8 A = 15 Ом Обзор Определите сопротивление и назовите его единицу измерения. Какие две категории резисторов? Назовите два типа переменного резистора и нарисуйте для каждого из них схематический символ. Что такое круговой мил? На что указывает номер провода AWG? Что подразумевается под термином «емкость»? Напишите формулу закона Ома для напряжения через ток и сопротивление. Напишите формулу закона Ома для тока через напряжение и сопротивление. Напишите формулу закона Ома для сопротивления через напряжение и ток. Что происходит с током, если напряжение в цепи фиксировано, а сопротивление увеличивается? Ответы Сопротивление - это оппозиция течению; единица измерения - ом. Постоянные резисторы и переменные резисторы Потенциометры и реостаты; схематические символы показаны на рисунке 3. Круглый мил - это площадь проволоки, диаметр которой составляет одну тысячную дюйма (один мил). AWG означает «Американский калибр проводов», и в системе используется число, соответствующее площади поперечного сечения провода. Пропускная способность - это максимальный ток, который провод может выдерживать при определенных условиях. V = IR I = V / R R = V / I Ток уменьшится. Нашли апк для андроид?

Оставить сообщение 

Список сообщений