Закон Ома для чайников: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Привет! Не будь так строги к себе!

Ты не тупой! Электричество - чрезвычайно сложное понятие для понимания, поэтому сегодня вы узнаете от меня (Манекен), как я узнал основы электричества. Я вырежу все лишнее и оставлю вам только упрощенные основы.

Сегодня я кратко расскажу об электричестве, мы рассмотрим

1. Что такое электричество?
2. Напряжение, ток, сопротивление и мощность
3. Алгебраические отношения друг к другу Закон Ома
4. И мой любимый метод решения схемных задач!

Почему ты должен меня слушать? Я был электриком 6 лет и однажды сел на твоем месте! Я хотел понять электричество, но люди продолжали использовать большие термины и иностранные концепции, которые проникали мне в голову! Итак, сегодня я собираюсь научить вас тому, чему я хотел бы, чтобы кто-то научил меня, когда я только начинал. Основы, но..базик-эр

Шаг 1. Что такое электричество?

Электричество - это движение электронов. Вот и все. Достаточно просто, правда?

Не вдаваясь слишком глубоко, все во Вселенной состоит из атомов. В основе атома - протоны и нейтроны, а в облаке вокруг них - электроны!

Вот в чем дело. Электроны не любят друг друга. Электроны имеют отрицательный заряд, и когда вы их соединяете, они имеют тенденцию отталкивать друг друга!

Но электроны любят протоны! Протоны имеют положительный заряд, но не могут двигаться так же легко, как электроны. Итак, если вы соедините электрон и протон, электрон будет двигаться к протону! Электричество!

Помните старую поговорку? Противоположности притягиваются?

Итак, разобравшись с этим, теперь мы можем перейти к строительным блокам электричества (это очень упрощено для нашего урока).

1. Напряжение: дисбаланс заряда между двумя точками
2. Ток: количество электронов, проходящих мимо точки.
3. Сопротивление: сопротивление потоку электронов.
4. Мощность: перевод электрической энергии в другую форму.

И как мы их измеряем

1. Напряжение: измеряется в вольтах (В)
2. Сила тока: измеряется в амперах (A)
3. Сопротивление: измеряется в омах (Ом)
4. Мощность: измеряется в ваттах (Вт)

И их символы

1. Напряжение: с обозначением (E или V) электродвижущей силы или вольт.
2. Ток: с учетом символа (I) интенсивности потока.
3. Сопротивление: дан символ (R) для сопротивления.
4. Власть: Дан символ (P), обозначающий Власть.

Имейте в виду, что это всего лишь введение, и вы можете гораздо глубже объяснить и определить эти термины, однако, почему бы просто не сделать это просто?

Так как же они работают вместе?

Мой любимый способ объяснить это - представить электричество в виде резервуара с водой, проходящего через шланг. Сила, давящая на воду, или давление - это напряжение. Из-за этого давления вода будет течь, количество текущей воды равно силе тока. Но в одном месте шланга есть перегиб! Здесь может протекать меньше воды, вызывая Сопротивление. А теперь представьте, что вы распыляете воду на водяное колесо, заставляя его вращаться, Power!

Теперь, когда вы знаете терминологию, мы можем перейти к математическим соотношениям

Шаг 2: Закон Ома

Закон Ома описывает, как напряжение, ток и сопротивление алгебраически связаны, утверждая, что

Напряжение (E) = ток (I), умноженный на сопротивление (R)

E = ИК

или вы можете переписать его разными способами

I = E / R R = E / I

Итак, давайте рассмотрим пример. У нас есть схема, состоящая из батареи 12 В и резистора с сопротивлением 2 Ом. Если мы подставим это в наше уравнение, оно должно выглядеть так: 12v = I (2Ω). Разделите 12 В / 2 Ом и I = 6. Пойдет ток 6 А!

Теперь давайте попробуем еще раз. На этот раз вы используете ту же батарею 12 В, но на этот раз вы не знаете сопротивления! Амперметром измеряете поток в 1 ампер, какое сопротивление? Подставьте это в наше уравнение: R = 12 В / 1 А, и мы получим R = 12 Ом!

Последний раз, на этот раз мы подключили цепь к батарее с неизвестным напряжением (кстати, никогда не делайте этого). Вы знаете, что сопротивление составляет 6 Ом, и вы измеряете расход как 2 Ампера. Подключаем его к нашему уравнению E = 2a * 6Ω, и мы получаем 12v! Это достаточно просто, правда?

А теперь вот небольшой забавный трюк. Нарисуйте круг и проведите горизонтальную линию посередине. Оставьте верхнюю половину в покое и проведите вертикальную линию между нижней половиной. У вас должен получиться худший знак мира, который вы когда-либо рисовали! Однако это полезно, поверьте мне! В верхней половине поставьте E, в нижней левой четверти поставьте I, а в правой четверти поставьте R. Теперь, в зависимости от нужного вам значения, поместите большой палец на символ, и вы получите свой ответ! Например вам нужно напряжение? Закройте E, и вы останетесь с I, умноженным на R! Вам нужно сопротивление? Закройте R, и у вас останется E / I!

Довольно круто, да?

Теперь давайте добавим мощности в уравнение!

Шаг 3: Формула мощности

Формула мощности проста, как закон Ома

Мощность (P) равна току (I), умноженному на напряжение (E).

или P = IE, мы можем переписать это так же, как мы это делали с законом Ома!

I = P / E и E = P / I

Приведем пример!

Схема имеет аккумулятор на 12 В и ток 2 А. Подключив это к нашей формуле мощности P = (2A) (12 В), мы получим 24 Вт! Ух ты! Скорее всего, мощность превращается в тепло из нашей цепи!

и другой пример - использование той же самой 12-вольтовой батареи в цепи, мы используем ваттметр и измеряем 48 ватт! Какая сила тока? Вставив то, что мы знаем, в нашу формулу мощности, мы получим (48 Вт) = I (12 В), что даст нам 4 А тока!

и последнее, но не менее важное: допустим, в цепи с неизвестным напряжением вы измеряете 240 Вт и ток в 1 ампер, какое приложенное напряжение? Подключив его, мы получаем E = (240 Вт) / (1 А), что дает нам 240 Вольт! Ой!

Также важно отметить, что вы можете вставить это в круг, который мы нарисовали в прошлый раз, просто замените E на P и R на E

А теперь перейдем к моему любимому методу закона Ома!

Шаг 4: PEIR

PEIR решит все ваши проблемы! На мой взгляд, это лучший метод, однако большинство людей никогда не использовали PEIR.

Сначала напишите PEIR по вертикали

P (мощность)

E (напряжение)

Я (Текущий)

R (сопротивление)

И введите значения, которые вы знаете. Допустим, у нас есть напряжение 120 В с сопротивлением 60 Ом. Подключите его!

P =?

E = 120 В

Я =?

R = 60 Ом

Теперь, чтобы подняться на PEIR, мы умножаем, а чтобы пойти вниз, мы делим. Итак, давайте начнем с сопротивления и поднимемся вверх. 60 Ом, умноженное на неизвестное число, даст нам 120 В. 120v = 60Ω * I, значит получаем 2 Ампера! Итак, мы подключили это!

P =? E = 120 В

I = 2А

R = 60 Ом

Теперь давайте получим силу! Помните, что рост означает умножение, а уменьшение - деление, так что 120 В, умноженные на 2 А, должны дать нам нашу мощность, 240 Вт!

P = 240 Вт

E = 120 В

I = 2А

R = 60 Ом

Вот и все!

Шаг 5: следующий урок?

Вот как можно использовать закон Ома для решения проблем!

Это было совсем несложно, правда? Вы только что сделали свои первые шаги в мир электричества! Поздравляю!

Однако не останавливайтесь на достигнутом! Есть еще много всего, что нужно узнать, я рекомендую начать с инструктируемого пользователя RANDOFO, инструктирующего по электронике.

И, может быть, если у меня будет еще немного времени, я преподам тебе еще один урок!

Дайте мне знать, если вы хотите еще один урок! Следующая серия против параллельной?