Aplicação da lei de Ohm na prática

Gostaria de começar a explicar o princípio de funcionamento de uma das leis básicas da engenharia elétrica com uma alegoria - mostrando uma pequena caricatura de 1 de três pessoas chamadas "Tensão U", "Resistência R" e "Corrente I".

Isso mostra que «Tok» está tentando rastejar através da contração no tubo, que «Resistance» está apertando diligentemente. Ao mesmo tempo «Tensão» faz o máximo esforço possível para passar, pressione «Corrente».

Este desenho é um lembrete disso eletricidade É o movimento ordenado de partículas carregadas em um meio particular. Seu movimento é possível sob a influência da energia externa aplicada, que cria uma diferença de potencial - tensão. As forças internas dos fios e elementos do circuito reduzem a magnitude da corrente, resistem ao seu movimento.

Considere um diagrama simples 2 que explica a operação da lei de Ohm para uma seção de um circuito de corrente contínua.

Como fonte de tensão U usamos bateria, que conectamos à resistência R com fios grossos e ao mesmo tempo curtos nos pontos A e B.Suponha que os fios não afetem o valor da corrente I através do resistor R.

A fórmula (1) expressa a relação entre resistência (ohms), tensão (volts) e corrente (ampères). Eles a chamam Lei de Ohm para uma seção de um circuito… O círculo da fórmula torna fácil lembrar e usar para expressar qualquer um dos parâmetros constituintes U, R ou I (U está acima do traço e R e I estão abaixo).

Se você precisar determinar um deles, feche-o mentalmente e trabalhe com os outros dois, realizando operações aritméticas. Quando os valores estão em uma linha, nós os multiplicamos. E se estiverem localizados em níveis diferentes, realizamos a divisão do superior para o inferior.

Essas relações são mostradas nas fórmulas 2 e 3 na Figura 3 abaixo.

Neste circuito, um amperímetro é usado para medir a corrente, que é ligada em série com a carga R, e a tensão é um voltímetro ligado em paralelo aos pontos 1 e 2 do resistor. Levando em consideração os recursos de design dos dispositivos, digamos que o amperímetro não afeta a corrente no circuito e o voltímetro não afeta a tensão.

Determinação da resistência pela lei de Ohm

Usando as leituras dos dispositivos (U = 12 V, I = 2,5 A), você pode usar a fórmula 1 para determinar o valor da resistência R = 12 / 2,5 = 4,8 Ohm.

Na prática, esse princípio está incluído na operação de dispositivos de medição - ohmímetros, que determinam a resistência ativa de vários dispositivos elétricos.Como podem ser configurados para medir diferentes faixas de valores, eles são subdivididos respectivamente em microohms e miliohms, operando com baixa resistência, e tera, higo e megohms, medindo valores muito grandes.

Para condições específicas de trabalho, são produzidos:

• portátil;

• escudo;

• modelos de laboratório.

O princípio de funcionamento de um ohmímetro

Dispositivos magnetoelétricos são comumente usados ​​para fazer medições, embora dispositivos eletrônicos (analógicos e digitais) tenham sido amplamente introduzidos recentemente.

O ohmímetro do sistema magnetoelétrico usa um limitador de corrente R que passa apenas miliamperes e um cabeçote de medição sensível (miliamperímetro) por ele. Ele reage ao fluxo de pequenas correntes através do dispositivo devido à interação de dois campos eletromagnéticos do ímã permanente N-S e o campo criado pela corrente que passa pelo enrolamento da bobina 1 com uma mola condutora 2.

Como resultado da interação das forças dos campos magnéticos, a seta do dispositivo se desvia de um determinado ângulo. A escala na cabeça é imediatamente graduada em ohms para facilitar a operação. Neste caso, a expressão da resistência de corrente de acordo com a fórmula 3 é usada.

O ohmímetro deve manter uma tensão de alimentação estável da bateria para garantir medições precisas. Para este propósito, a calibração é aplicada usando um resistor regulador adicional R reg. Com sua ajuda, antes do início da medição, o fornecimento de excesso de tensão da fonte é limitado ao circuito, um valor estritamente estável e normalizado é definido.

Determinação da tensão pela lei de Ohm

Ao trabalhar com circuitos elétricos, há momentos em que é necessário determinar a queda de tensão em um elemento, por exemplo, um resistor, mas sua resistência, que geralmente é marcada na caixa, e a corrente que passa por ela são conhecidas. Para fazer isso, você não precisa conectar um voltímetro, mas basta usar os cálculos de acordo com a fórmula 2.

No nosso caso, para a Figura 3, fazemos os cálculos: U = 2,5 4,8 = 12 V.

Determinação da corrente de acordo com a lei de Ohm

Este caso é descrito pela fórmula 3. Ela é usada para calcular cargas em circuitos elétricos, selecionar as seções transversais de fios, cabos, fusíveis ou disjuntores.

Em nosso exemplo, o cálculo fica assim: I = 12 / 4,8 = 2,5 A.

Cirurgia de bypass

Este método em engenharia elétrica é usado para desabilitar a operação de certos elementos do circuito sem desmontá-los. Para fazer isso, curto-circuite os terminais de entrada e saída (na Figura 1 e 2) com um fio para um resistor desnecessário - remova-os.

Como resultado, a corrente do circuito escolhe um caminho de menor resistência através do shunt e aumenta drasticamente, e a tensão do elemento shunt cai para zero.

Curto circuito

Este modo é um caso especial de bypass e geralmente é mostrado na figura acima quando o curto-circuito é instalado nos terminais de saída da fonte. Quando isso acontece, são criadas altas correntes muito perigosas que podem causar choque nas pessoas e queimar equipamentos elétricos desprotegidos.

A proteção é utilizada para combater falhas acidentais na rede elétrica. Eles são definidos para configurações que não interferem na operação do circuito no modo normal.Eles cortam a energia apenas em caso de emergência.

Por exemplo, se uma criança conectar acidentalmente um fio a uma tomada doméstica, um interruptor automático configurado corretamente na placa de entrada do apartamento desligará quase imediatamente a energia.

Tudo o que foi descrito acima refere-se à lei de Ohm para uma seção de um circuito DC, não um circuito completo onde pode haver muito mais processos. Devemos imaginar que esta é apenas uma pequena parte de sua aplicação na engenharia elétrica.

Os padrões identificados pelo famoso cientista Georg Simon Ohm entre corrente, tensão e resistência são descritos de diferentes maneiras em diferentes ambientes e circuitos CA: monofásicos e trifásicos.

Aqui estão as fórmulas básicas que expressam a proporção de parâmetros elétricos em condutores metálicos.

Fórmulas mais complexas para realizar cálculos especiais da lei de Ohm na prática.

Como você pode ver, a pesquisa conduzida pelo brilhante cientista Georg Simon Ohm é de grande importância mesmo em nosso tempo de rápido desenvolvimento da engenharia elétrica e automação.