חישוב התנגדות חוק אוהם

מוצגות דוגמאות לפתרון בעיות חשמל פשוטות. כמעט כל חישוב מומחש בתרשים מעגל, סקיצה של הציוד הרלוונטי. בעזרת מאמרים ממדור חדש זה באתר תוכלו לפתור בקלות בעיות מעשיות מיסודות הנדסת החשמל, גם ללא השכלה מיוחדת בהנדסת חשמל.

החישובים המעשיים המוצגים במאמר מראים עד כמה עמוקה חדרה הנדסת החשמל לחיינו ואיזה שירותים יקרי ערך וחסרי תחליף מספק לנו החשמל. הנדסת חשמל מקיפה אותנו בכל מקום ואנו נתקלים בה מדי יום.

מאמר זה דן בחישובים של מעגלי DC פשוטים, כלומר חישובי ההתנגדות של אוהם... חוק אוהם מבטא את הקשר בין הזרם החשמלי I, המתח U וההתנגדות r: I = U / r למידע נוסף על חוק אוהם עבור קטע של א. מעגל, ראה כאן.

דוגמאות. 1. מד זרם מחובר בסדרה עם המנורה. מתח המנורה הוא 220 וולט, הספק שלה אינו ידוע. מד הזרם מציג זרם Az = 276 mA.מהי ההתנגדות של חוט הנימה של המנורה (תרשים החיבור מוצג באיור 1)?

בוא נחשב את ההתנגדות לפי חוק אוהם:

כוח הנורה P = UI = 220 x 0.276=60 וואט

2. הזרם זורם דרך סליל הדוד Az = 0.5 A במתח U = 220 V. מהי ההתנגדות של הסליל?

תַשְׁלוּם:

אורז. 1. שרטוט ותרשים למשל 2.

3. כרית חימום חשמלית בהספק של 60W ומתח של 220V בעלת שלוש דרגות חימום. בחימום מקסימלי עובר בכרית זרם מרבי של 0.273 A. מהי ההתנגדות של כרית החימום במקרה זה?

מבין שלושת שלבי ההתנגדות, הקטן ביותר מחושב כאן.

4. גוף החימום של תנור חשמלי מחובר לרשת 220 וולט באמצעות מד זרם המראה זרם של 2.47 A. מהי ההתנגדות של גוף החימום (איור 2)?

אורז. 2. שרטוט ותרשים לחישוב דוגמה 4

5. חשב את ההתנגדות r1 של הריאוסטט כולו אם, בעת הפעלת שלב 1, זרם Az = 1.2 A זורם במעגל, ובשלב האחרון 6, זרם I2 = 4.2 A במתח הגנרטור U = 110 V (איור. 3). אם מנוע הריאוסטט נמצא בשלב 7, הזרם Az זורם דרך כל הריאוסטט והמטען r2.

אורז. 3. סכימת חישוב מדוגמה 5

הזרם הוא הקטן ביותר והתנגדות המעגל היא הגדולה ביותר:

כאשר המנוע ממוקם בשלב 6, הריאוסטט מנותק מהמעגל וזרם זורם דרך המטען בלבד.

ההתנגדות של ה-rheostat שווה להפרש בין ההתנגדות הכוללת של המעגל r לבין ההתנגדות של הצרכנים r2:

6. מהי ההתנגדות של המעגל הנוכחי אם הוא נשבר? באיור. 4 מציג שבר בחוט אחד של כבל הברזל.

אורז. 4. שרטוט ותרשים למשל 6

למגהץ עם הספק של 300 וולט ומתח של 220 וולט יש ציר התנגדות = 162 אוהם. הזרם העובר דרך המגהץ במצב עבודה

מעגל פתוח הוא התנגדות שמתקרבת לערך גדול לאין שיעור, מסומן בסימן ∞... יש התנגדות עצומה במעגל והזרם הוא אפס:

ניתן לנטרל את המעגל רק במקרה של מעגל פתוח. (אותה תוצאה תהיה אם הספירלה נשברת.)

7. כיצד מתבטא חוק אוהם בקצר חשמלי?

התרשים באיור. 5 מציג לוח עם התנגדות rpl המחובר באמצעות הכבל לשקע וחיווט עם נתיכים P. כאשר מחברים שני חוטים של החיווט (עקב בידוד לקוי) או חיבורם דרך חפץ K (סכין, מברג) שאין לו כמעט התנגדות, נוצר קצר חשמלי. זה יוצר זרם גדול דרך חיבור K, אשר, ב היעדר נתיכים P, יכול להוביל לחימום מסוכן של החיווט.

אורז. 5. שרטוט ותרשים של חיבור אריחים לשקע

קצר חשמלי יכול להתרחש בנקודות 1 - 6 ובמקומות רבים אחרים. במצב הפעלה רגיל, הזרם I = U / rpl לא יכול להיות יותר מהזרם המותר עבור חיווט זה. עם יותר זרם (פחות התנגדות rpl) נתיכים נשרפים. בקצר חשמלי, הזרם עולה לערך עצום כאשר ההתנגדות r שואפת לאפס:

אולם בפועל, מצב זה אינו מתרחש, שכן נתיכים מפוצצים קוטעים את המעגל החשמלי.