חוק אוהם לדאמים: 5 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

היי! אל תהיה כל כך קשה על עצמך!

אתה לא טיפש! חשמל הוא מושג קשה ביותר להבנה, ולכן היום תלמד ממני (דמה) כיצד למדתי את יסודות החשמל. אל תחסוך את כל העודפים ותשאיר לך רק את היסודות הפשוטים.

היום אני הולך לכסות רק הקדמה קצרה לחשמל, נסקור

1. מהו חשמל?
2. התנגדות זרם ומתח
3. הקשר האלגברי זה לזה חוק אוהם
4. והשיטה האהובה עלי לפתרון בעיות מעגלים!

למה שתקשיב לי? הייתי חשמלאי במשך 6 שנים ופעם ישבתי בדיוק במקום שלך! רציתי להבין חשמל, אבל אנשים המשיכו להשתמש במונחים גדולים ומושגים זרים שהלכו לי מעל הראש! אז היום אני הולך ללמד אותך מה שהלוואי שמישהו לימד אותי כשרק התחלתי. היסודות, אבל..בסיסיים

שלב 1: מהו חשמל?

חשמל הוא תנועת האלקטרונים. זהו זה. פשוט מספיק נכון?

מבלי להעמיק מדי, הכל ביקום כולו עשוי מאטומים. בליבת האטום יש לך פרוטונים וניוטרונים, ובענן סביבם אלקטרונים!

הנה העניין. אלקטרונים לא אוהבים אחד את השני. לאלקטרונים יש מטען שלילי, וכאשר אתה מחבר אותם הם נוטים להרחיק אחד את השני!

אבל, אלקטרונים אוהבים פרוטונים! לפרוטונים מטען חיובי +, אך הם אינם יכולים לנוע בקלות ככל שהאלקטרונים יכולים. אז אם אתה מחבר אלקטרון ופרוטון יחד, האלקטרון ינוע לכיוון הפרוטון! חַשְׁמַל!

זוכרים את האמרה הישנה? הפכים נמשכים?

אז עם זה מהדרך, עכשיו נוכל להגיע לאבני הבניין של החשמל (פשוט מאוד לשיעור שלנו)

1. מתח: חוסר איזון של מטען בין שתי נקודות
2. זרם: כמות האלקטרונים הזורמים מעבר לנקודה
3. התנגדות: התנגדות לזרימת האלקטרונים
4. כוח: העברת אנרגיה חשמלית לצורה אחרת

וכיצד אנו מודדים אותם

1. מתח: נמדד ב וולט (V)
2. זרם: נמדד באמפר (A)
3. התנגדות: נמדד באוהם (Ω)
4. הספק: נמדד בוואטים (W)

והסמלים שלהם

1. מתח: בהתחשב בסמל (E או V) עבור כוח או וולט אלקטרומוטורי
2. זרם: בהתחשב בסמל (I) לעוצמת הזרימה
3. התנגדות: בהתחשב בסמל (R) להתנגדות
4. כוח: בהתחשב בסמל (P) עבור כוח

זכור שזאת הצדק ומבוא ותוכל להיכנס לעומק הרבה יותר בהסבר שלך ובהגדרה של מונחים אלה, עם זאת, למה שלא תשאיר את זה פשוט?

אז איך הם עובדים יחד?

הדרך האהובה עלי להסביר זאת היא לדמיין חשמל כמיכל מים שעובר בצינור. הכוח הלוחץ על המים, או הלחץ הוא מתח. בגלל הלחץ הזה, המים הולכים לזרום, כמות המים הזורמים היא אמפר. אבל בשלב מסוים בצינור, יש נקישה! פחות מים יכולים לזרום לכאן ולגרום להתנגדות. עכשיו דמיין שאתה מרסס את המים על גלגל מים וגורם להם להסתובב, כוח!

כעת, לאחר שאתה מכיר את הטרמינולוגיה, אנו יכולים להיכנס ליחסים המתמטיים

שלב 2: חוק אוהם

חוק אוהם מתאר כיצד מתח, זרם והתנגדות מתייחסים אלגבריים, וקובעים

מתח (E) = זרם (I) מוכפל בהתנגדות (R)

E = IR

או שאתה יכול לשכתב אותו בדרכים רבות

I = E/R R = E/I

אז בואו נעשה דוגמא, יש לנו מעגל המורכב מסוללה של 12 וולט ונגד שמודד 2 אוהם. אם נחבר את זה למשוואה שלנו זה אמור להיראות כך: 12v = I (2Ω). חלקו 12v/2Ω ו- I = 6. 6 אמפר יזרום!

כעת ננסה זאת שוב, הפעם אתה משתמש באותה סוללה 12V, אך הפעם אינך יודע את ההתנגדות! בעזרת מד, אתה מודד זרימה של 1 אמפר, כמה עולה ההתנגדות? חבר אותו למשוואה שלנו: R = 12v/1A ונקבל R = 12Ω!

בפעם האחרונה, הפעם חיברנו מעגל לסוללה של מתח לא ידוע (לעולם אל תעשה זאת אגב) אתה יודע שההתנגדות היא 6Ω ואתה מודד את הזרימה כ -2 אמפר. חבר אותו למשוואה שלנו E = 2a*6Ω ונקבל 12v! זה פשוט מספיק נכון?

עכשיו הנה טריק קטן ומהנה צייר עיגול וצייר קו אופקי באמצע. השאירו את החצי העליון לבד ולשרטט קו אנכי בין החצי התחתון. אמור להיות לך סימן השלום הנראה ביותר שציירת אי פעם! עם זאת זה שימושי, תאמין לי! על החצי העליון לשים E, ברבע השמאלי התחתון לשים I, והרבע הימני לשים R. כעת, בהתאם לערך שאתה צריך, הניח את האגודל מעל הסמל ותקבל את התשובה שלך! למשל אתה צריך מתח? כסה את ה- E ואתה נשאר עם I כפול R! אתה צריך התנגדות? כסה את ה- R ואתה נשאר עם E/I!

די מגניב הא?

עכשיו אפשר להוסיף כוח למשוואה!

שלב 3: נוסחת הכוח

נוסחת הכוח פשוטה כמו חוק אוהם

הספק (P) שווה לזרם (I) מוכפל במתח (E)

או P = IE, אנו יכולים לשכתב זאת בדיוק כפי שעשינו עם חוק אוהם!

I = P/E ו- E = P/I

בואו נעשה דוגמא!

למעגל יש סוללה של 12V וזרימת זרם של 2 אמפר. על ידי חיבור זה לנוסחת ההספק שלנו P = (2A) (12v) ונקבל 24 וואט! וואו! הכי דומה שהכוח הופך לחום מהמעגל שלנו!

ודוגמה נוספת היא שימוש באותה סוללה 12V במעגל, אנו משתמשים במד וואט ומודדים 48 וואט! כמה זרם זורם? אם מחברים את מה שאנחנו יודעים לנוסחת ההספק שלנו, אנו מקבלים (48W) = I (12v), ונותנים לנו 4 אמפר זרם!

ואחרון חביב אפשר לומר במעגל עם מתח לא ידוע, אתה מודד 240 וואט וזרימת זרם של 1 אמפר, מהו המתח המופעל? בחיבור זה נקבל E = (240w)/(1A), ונותן לנו 240 וולט! אאוץ!

כמו כן חשוב לציין שאתה יכול לחבר את זה למעגל שציירנו בפעם הקודמת, פשוט תחליף E ל- P ו- R ב- E

אבל עכשיו בוא נגיע לשיטה האהובה על חוק אוהם!

שלב 4: PEIR

PEIR יפתור את כל הבעיות שלך! לדעתי זו השיטה הטובה ביותר אולם רוב האנשים מעולם לא השתמשו ב- PEIR

ראשית כתוב את PEIR אנכית

P (כוח)

E (מתח)

אני (נוכחי)

R (התנגדות)

ומלא את הערכים שאתה מכיר, נניח שיש לנו 120V עם התנגדות של 60Ω, חבר אותו!

P =?

E = 120v

אני =?

R = 60Ω

עכשיו כדי לעלות עם PEIR אנו מתרבים, וכדי לרדת, אנו מתחלקים. אז נתחיל מהתנגדות ונעלה. 60Ω מוכפל במספר לא ידוע ייתן לנו 120v. 120v = 60Ω*אני, לכן נקבל 2 אמפר! אז אנחנו מחברים את זה לחשמל!

P =? E = 120v

אני = 2A

R = 60Ω

עכשיו בואו לקבל כוח! זכור לעלות פירושו שאתה מכפיל וירידה פירושו חלוקה, ולכן 120v מוכפל ב- 2 אמפר אמור לתת לנו את הכוח שלנו, 240 וואט!

P = 240W

E = 120v

אני = 2A

R = 60Ω

וזה הכל!

שלב 5: השיעור הבא?

וכך תוכל להשתמש בחוק אוהם כדי לפתור בעיות!

זה לא היה קשה בכלל? עשית רק את צעדיך הראשונים לעולם החשמל! מזל טוב!

עם זאת, אל תעצור כאן! יש עוד הרבה מה ללמוד, אני ממליץ להתחיל עם הוראות המשתמש האלקטרוניקה של RANDOFO

ואולי אם אוכל למצוא עוד זמן אני אעשה לך עוד שיעור!

ספר לי אם אתה רוצה עוד שיעור! האם הסדרה הבאה נגד המקבילה הבאה?