Ποια είναι η φόρμουλα για την εύρεση αντίστασης; Εξάρτηση της ηλεκτρικής αντίστασης ενός αγωγού από το μήκος

Καλησπέρα, αγαπητοί ραδιοερασιτέχνες!
Καλώς ήρθατε στον ιστότοπο ""

Οι τύποι αποτελούν τον σκελετό της επιστήμης της ηλεκτρονικής. Αντί να ρίξουν μια ολόκληρη δέσμη ραδιοστοιχείων στο τραπέζι και στη συνέχεια να τα επανασυνδέσουν, προσπαθώντας να καταλάβουν τι θα γεννηθεί ως αποτέλεσμα, έμπειροι ειδικοί κατασκευάζουν αμέσως νέα κυκλώματα βασισμένα σε γνωστούς μαθηματικούς και φυσικούς νόμους. Είναι οι τύποι που βοηθούν στον προσδιορισμό των ειδικών τιμών των χαρακτηρισμών των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων και των παραμέτρων λειτουργίας των κυκλωμάτων.

Είναι εξίσου αποτελεσματικό να χρησιμοποιείτε τύπους για τον εκσυγχρονισμό των έτοιμων κυκλωμάτων. Για παράδειγμα, για να επιλέξετε τη σωστή αντίσταση σε ένα κύκλωμα με λαμπτήρα, μπορείτε να εφαρμόσετε τον βασικό νόμο του Ohm για το συνεχές ρεύμα (μπορείτε να διαβάσετε σχετικά στην ενότητα "Σχέσεις του νόμου του Ohm" αμέσως μετά τη στιχουργική μας εισαγωγή). Ο λαμπτήρας μπορεί να γίνει έτσι ώστε να λάμπει πιο έντονα ή, αντίθετα, θαμπωμένος.

Αυτό το κεφάλαιο θα παρουσιάσει πολλούς βασικούς τύπους φυσικής που αργά ή γρήγορα θα συναντήσετε ενώ εργάζεστε στα ηλεκτρονικά. Μερικά από αυτά είναι γνωστά εδώ και αιώνες, αλλά συνεχίζουμε να τα χρησιμοποιούμε με επιτυχία, όπως και τα εγγόνια μας.

Οι νομικές σχέσεις του Ohm

Ο νόμος του Ohm είναι η σχέση μεταξύ τάσης, ρεύματος, αντίστασης και ισχύος. Όλοι οι προκύπτοντες τύποι για τον υπολογισμό καθεμιάς από αυτές τις τιμές παρουσιάζονται στον πίνακα:

Αυτός ο πίνακας χρησιμοποιεί τις ακόλουθες γενικά αποδεκτές ονομασίες για φυσικά μεγέθη:

U- τάση (V),

Εγώ- ρεύμα (Α),

R- Ισχύς, W),

R- αντίσταση (Ωμ),

Ας εξασκηθούμε χρησιμοποιώντας το ακόλουθο παράδειγμα: ας πούμε ότι πρέπει να βρούμε την ισχύ του κυκλώματος. Είναι γνωστό ότι η τάση στους ακροδέκτες του είναι 100 V και το ρεύμα είναι 10 A. Τότε η ισχύς σύμφωνα με το νόμο του Ohm θα είναι ίση με 100 x 10 = 1000 W. Η λαμβανόμενη τιμή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό, για παράδειγμα, την ονομαστική ασφάλεια που πρέπει να εισαχθεί στη συσκευή ή, για παράδειγμα, για την εκτίμηση του λογαριασμού ηλεκτρικού ρεύματος που θα σας φέρει προσωπικά ένας ηλεκτρολόγος από το γραφείο στέγασης στο τέλος του μήνας.

Να ένα άλλο παράδειγμα: ας πούμε ότι πρέπει να μάθουμε την τιμή της αντίστασης σε ένα κύκλωμα με λαμπτήρα, αν ξέρουμε τι ρεύμα θέλουμε να περάσει από αυτό το κύκλωμα. Σύμφωνα με το νόμο του Ohm, το ρεύμα ισούται με:

I=U/R

Ένα κύκλωμα που αποτελείται από έναν λαμπτήρα, μια αντίσταση και μια πηγή ισχύος (μπαταρία) φαίνεται στο σχήμα. Χρησιμοποιώντας τον παραπάνω τύπο, ακόμη και ένας μαθητής μπορεί να υπολογίσει την απαιτούμενη αντίσταση.

Τι είναι αυτό σε αυτόν τον τύπο; Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στις μεταβλητές.

> U λάκκο(μερικές φορές γράφεται και ως V ή E): τάση τροφοδοσίας. Λόγω του γεγονότος ότι όταν το ρεύμα διέρχεται από τον λαμπτήρα, πέφτει κάποια τάση σε αυτόν, το μέγεθος αυτής της πτώσης (συνήθως η τάση λειτουργίας του λαμπτήρα, στην περίπτωσή μας 3,5 V) πρέπει να αφαιρεθεί από την τάση της πηγής ισχύος . Για παράδειγμα, αν Upit = 12 V, τότε U = 8,5 V, με την προϋπόθεση ότι 3,5 V πέφτει κατά μήκος της λάμπας.

> Εγώ: Το ρεύμα (μετρούμενο σε αμπέρ) που σχεδιάζεται να διαρρέει τη λάμπα. Στην περίπτωσή μας - 50 mA. Δεδομένου ότι το ρεύμα στον τύπο υποδεικνύεται σε αμπέρ, τα 50 milliamps είναι μόνο ένα μικρό μέρος του: 0,050 A.

> R: η επιθυμητή αντίσταση της αντίστασης περιορισμού ρεύματος, σε ohms.

Στη συνέχεια, μπορείτε να βάλετε πραγματικούς αριθμούς στον τύπο για τον υπολογισμό της αντίστασης αντί των U, I και R:

R = U/I = 8,5 V / 0,050 A = 170 Ohm

Υπολογισμοί αντίστασης

Ο υπολογισμός της αντίστασης μιας αντίστασης σε ένα απλό κύκλωμα είναι αρκετά απλός. Καθώς όμως προστίθενται σε αυτό άλλες αντιστάσεις, είτε παράλληλα είτε σε σειρά, αλλάζει και η συνολική αντίσταση του κυκλώματος. Η συνολική αντίσταση πολλών αντιστάσεων που συνδέονται σε σειρά είναι ίση με το άθροισμα των επιμέρους αντιστάσεων καθεμιάς από αυτές. Για μια παράλληλη σύνδεση, όλα είναι λίγο πιο περίπλοκα.

Γιατί πρέπει να προσέχετε τον τρόπο με τον οποίο συνδέονται τα εξαρτήματα μεταξύ τους; Υπάρχουν διάφοροι λόγοι για αυτό.

> Οι αντιστάσεις των αντιστάσεων είναι μόνο ένα συγκεκριμένο σταθερό εύρος τιμών. Σε ορισμένα κυκλώματα, η τιμή της αντίστασης πρέπει να υπολογίζεται με ακρίβεια, αλλά επειδή μια αντίσταση ακριβώς αυτής της τιμής μπορεί να μην υπάρχει καθόλου, πολλά στοιχεία πρέπει να συνδέονται σε σειρά ή παράλληλα.

> Οι αντιστάσεις δεν είναι τα μόνα εξαρτήματα που έχουν αντίσταση. Για παράδειγμα, οι στροφές ενός τυλίγματος ηλεκτροκινητήρα έχουν επίσης κάποια αντίσταση στο ρεύμα. Σε πολλά πρακτικά προβλήματα, είναι απαραίτητο να υπολογιστεί η συνολική αντίσταση ολόκληρου του κυκλώματος.

Υπολογισμός της αντίστασης αντιστάσεων σειράς

Ο τύπος για τον υπολογισμό της συνολικής αντίστασης των αντιστάσεων που συνδέονται σε σειρά είναι απρεπώς απλός. Απλά πρέπει να αθροίσετε όλες τις αντιστάσεις:

Rtotal = Rl + R2 + R3 + … (όσες φορές υπάρχουν στοιχεία)

Σε αυτήν την περίπτωση, οι τιμές Rl, R2, R3 και ούτω καθεξής είναι οι αντιστάσεις μεμονωμένων αντιστάσεων ή άλλων στοιχείων του κυκλώματος και το Rtotal είναι η τιμή που προκύπτει.

Έτσι, για παράδειγμα, εάν υπάρχει ένα κύκλωμα δύο αντιστάσεων συνδεδεμένων σε σειρά με τιμές 1,2 και 2,2 kOhm, τότε η συνολική αντίσταση αυτού του τμήματος του κυκλώματος θα είναι ίση με 3,4 kOhm.

Υπολογισμός της αντίστασης παράλληλων αντιστάσεων

Τα πράγματα γίνονται λίγο πιο περίπλοκα αν χρειαστεί να υπολογίσετε την αντίσταση ενός κυκλώματος που αποτελείται από παράλληλες αντιστάσεις. Ο τύπος έχει τη μορφή:

R σύνολο = R1 * R2 / (R1 + R2)

όπου R1 και R2 είναι οι αντιστάσεις μεμονωμένων αντιστάσεων ή άλλων στοιχείων κυκλώματος και Rtotal είναι η τιμή που προκύπτει. Έτσι, αν πάρουμε τις ίδιες αντιστάσεις με τιμές 1,2 και 2,2 kOhm, αλλά συνδεδεμένες παράλληλα, παίρνουμε

776,47 = 2640000 / 3400

Για να υπολογίσετε την αντίσταση που προκύπτει από ένα ηλεκτρικό κύκλωμα τριών ή περισσότερων αντιστάσεων, χρησιμοποιήστε τον ακόλουθο τύπο:

Υπολογισμοί χωρητικότητας

Οι τύποι που δίνονται παραπάνω ισχύουν επίσης για τον υπολογισμό των χωρητικοτήτων, μόνο ακριβώς το αντίθετο. Ακριβώς όπως οι αντιστάσεις, μπορούν να επεκταθούν για να καλύψουν οποιοδήποτε αριθμό εξαρτημάτων σε ένα κύκλωμα.

Υπολογισμός της χωρητικότητας των παράλληλων πυκνωτών

Εάν πρέπει να υπολογίσετε την χωρητικότητα ενός κυκλώματος που αποτελείται από παράλληλους πυκνωτές, πρέπει απλώς να προσθέσετε τις τιμές τους:

Commun = CI + C2 + SZ + ...

Σε αυτόν τον τύπο, τα CI, C2 και SZ είναι οι χωρητικότητες των μεμονωμένων πυκνωτών και το Ctot είναι μια αθροιστική τιμή.

Υπολογισμός της χωρητικότητας πυκνωτών σειράς

Για τον υπολογισμό της συνολικής χωρητικότητας ενός ζεύγους πυκνωτών συνδεδεμένων σε σειρά, χρησιμοποιείται ο ακόλουθος τύπος:

Commun = C1 * C2 / (C1 + C2)

όπου C1 και C2 είναι οι τιμές χωρητικότητας κάθε πυκνωτή και Ctot είναι η συνολική χωρητικότητα του κυκλώματος

Υπολογισμός της χωρητικότητας τριών ή περισσότερων σε σειρά πυκνωτών

Υπάρχουν πυκνωτές στο κύκλωμα; Πολλά απο? Είναι εντάξει: ακόμα κι αν είναι όλα συνδεδεμένα σε σειρά, μπορείτε πάντα να βρείτε την προκύπτουσα χωρητικότητα αυτού του κυκλώματος:

Γιατί λοιπόν να συνδέσετε πολλούς πυκνωτές σε σειρά ταυτόχρονα όταν κάποιος θα μπορούσε να είναι αρκετός; Μία από τις λογικές εξηγήσεις για αυτό το γεγονός είναι η ανάγκη να ληφθεί μια συγκεκριμένη τιμή για την χωρητικότητα του κυκλώματος, η οποία δεν έχει ανάλογο στην τυπική σειρά χαρακτηριστικών. Μερικές φορές πρέπει να ακολουθήσετε μια πιο ακανθώδη διαδρομή, ειδικά σε ευαίσθητα κυκλώματα όπως οι ραδιοφωνικοί δέκτες.

Υπολογισμός εξισώσεων ενέργειας

Η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη μονάδα μέτρησης ενέργειας στην πράξη είναι οι κιλοβατώρες ή, στην περίπτωση των ηλεκτρονικών, οι βατώρες. Μπορείτε να υπολογίσετε την ενέργεια που δαπανάται από το κύκλωμα γνωρίζοντας το χρονικό διάστημα κατά το οποίο η συσκευή είναι ενεργοποιημένη. Ο τύπος για τον υπολογισμό είναι:

βατώρες = P x T

Σε αυτόν τον τύπο, το γράμμα P υποδηλώνει την κατανάλωση ενέργειας, εκφρασμένη σε watt, και το T είναι ο χρόνος λειτουργίας σε ώρες. Στη φυσική, συνηθίζεται να εκφράζεται το ποσό της ενέργειας που δαπανάται σε βατ-δευτερόλεπτα, ή Joules. Για τον υπολογισμό της ενέργειας σε αυτές τις μονάδες, οι βατώρες διαιρούνται με 3600.

Υπολογισμός σταθερής χωρητικότητας κυκλώματος RC

Τα ηλεκτρονικά κυκλώματα χρησιμοποιούν συχνά κυκλώματα RC για να παρέχουν χρονικές καθυστερήσεις ή να επιμηκύνουν τα σήματα παλμού. Τα πιο απλά κυκλώματα αποτελούνται μόνο από μια αντίσταση και έναν πυκνωτή (εξ ου και η προέλευση του όρου κύκλωμα RC).

Η αρχή λειτουργίας ενός κυκλώματος RC είναι ότι ένας φορτισμένος πυκνωτής αποφορτίζεται μέσω μιας αντίστασης όχι αμέσως, αλλά για μια ορισμένη χρονική περίοδο. Όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση της αντίστασης και/ή του πυκνωτή, τόσο περισσότερος χρόνος θα χρειαστεί να εκφορτιστεί η χωρητικότητα. Οι σχεδιαστές κυκλωμάτων πολύ συχνά χρησιμοποιούν κυκλώματα RC για να δημιουργήσουν απλούς χρονοδιακόπτες και ταλαντωτές ή να αλλάξουν κυματομορφές.

Πώς μπορείτε να υπολογίσετε τη σταθερά χρόνου ενός κυκλώματος RC; Δεδομένου ότι αυτό το κύκλωμα αποτελείται από μια αντίσταση και έναν πυκνωτή, οι τιμές αντίστασης και χωρητικότητας χρησιμοποιούνται στην εξίσωση. Οι τυπικοί πυκνωτές έχουν χωρητικότητα της τάξης των microfarads ή ακόμη μικρότερη, και οι μονάδες συστήματος είναι farads, επομένως ο τύπος λειτουργεί σε κλασματικούς αριθμούς.

T=RC

Σε αυτή την εξίσωση, το T σημαίνει χρόνο σε δευτερόλεπτα, το R σημαίνει αντίσταση σε ohms και το C σημαίνει χωρητικότητα σε farads.

Ας έχουμε, για παράδειγμα, μια αντίσταση 2000 ohm συνδεδεμένη σε έναν πυκνωτή 0,1 μF. Η σταθερά χρόνου αυτής της αλυσίδας θα είναι ίση με 0,002 s, ή 2 ms.

Για να σας διευκολύνουμε στην αρχή να μετατρέψετε εξαιρετικά μικρές μονάδες χωρητικότητας σε farads, έχουμε συντάξει έναν πίνακα:

Υπολογισμοί συχνότητας και μήκους κύματος

Η συχνότητα ενός σήματος είναι μια ποσότητα αντιστρόφως ανάλογη με το μήκος κύματός του, όπως θα φανεί από τους παρακάτω τύπους. Αυτοί οι τύποι είναι ιδιαίτερα χρήσιμοι όταν εργάζεστε με ραδιοηλεκτρονικά, για παράδειγμα, για την εκτίμηση του μήκους ενός κομματιού καλωδίου που σχεδιάζεται να χρησιμοποιηθεί ως κεραία. Σε όλους τους παρακάτω τύπους, το μήκος κύματος εκφράζεται σε μέτρα και η συχνότητα σε kilohertz.

Υπολογισμός συχνότητας σήματος

Ας υποθέσουμε ότι θέλετε να σπουδάσετε ηλεκτρονικά για να φτιάξετε τον δικό σας πομποδέκτη και να συνομιλήσετε με παρόμοιους λάτρεις από άλλο μέρος του κόσμου σε ένα ερασιτεχνικό ραδιοφωνικό δίκτυο. Οι συχνότητες των ραδιοκυμάτων και το μήκος τους βρίσκονται δίπλα δίπλα στους τύπους. Στα ραδιοερασιτεχνικά δίκτυα μπορείτε συχνά να ακούσετε δηλώσεις ότι ο χειριστής εργάζεται σε τέτοιο μήκος κύματος. Δείτε πώς μπορείτε να υπολογίσετε τη συχνότητα ενός ραδιοφωνικού σήματος δεδομένου του μήκους κύματος:

Συχνότητα = 300000 / μήκος κύματος

Το μήκος κύματος σε αυτόν τον τύπο εκφράζεται σε χιλιοστά και όχι σε πόδια, arshins ή παπαγάλους. Η συχνότητα δίνεται σε megahertz.

Υπολογισμός μήκους κύματος σήματος

Ο ίδιος τύπος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό του μήκους κύματος ενός ραδιοφωνικού σήματος εάν η συχνότητά του είναι γνωστή:

Μήκος κύματος = 300000 / Συχνότητα

Το αποτέλεσμα θα εκφραστεί σε χιλιοστά και η συχνότητα του σήματος υποδεικνύεται σε megahertz.

Ας δώσουμε ένα παράδειγμα υπολογισμού. Αφήστε έναν ραδιοερασιτέχνη να επικοινωνήσει με τον φίλο του σε συχνότητα 50 MHz (50 εκατομμύρια κύκλοι ανά δευτερόλεπτο). Αντικαθιστώντας αυτούς τους αριθμούς στον παραπάνω τύπο, παίρνουμε:

6000 χιλιοστά = 300000/ 50 MHz

Ωστόσο, πιο συχνά χρησιμοποιούν μονάδες συστήματος μήκους - μέτρα, οπότε για να ολοκληρωθεί ο υπολογισμός χρειάζεται απλώς να μετατρέψουμε το μήκος κύματος σε μια πιο κατανοητή τιμή. Δεδομένου ότι υπάρχουν 1000 χιλιοστά σε 1 μέτρο, το αποτέλεσμα είναι 6 μέτρα Αποδεικνύεται ότι ο ραδιοερασιτέχνης συντόνισε τον ραδιοφωνικό σταθμό του σε μήκος κύματος 6 μέτρων. Δροσερός!

Μεταξύ άλλων δεικτών που χαρακτηρίζουν ένα ηλεκτρικό κύκλωμα ή αγωγό, αξίζει να τονιστεί η ηλεκτρική αντίσταση. Καθορίζει την ικανότητα των ατόμων ενός υλικού να εμποδίζουν την κατευθυνόμενη διέλευση ηλεκτρονίων. Βοήθεια για τον προσδιορισμό αυτής της τιμής μπορεί να παρέχεται τόσο από μια εξειδικευμένη συσκευή - ένα ωμόμετρο, όσο και από μαθηματικούς υπολογισμούς που βασίζονται στη γνώση των σχέσεων μεταξύ των ποσοτήτων και των φυσικών ιδιοτήτων του υλικού. Ο δείκτης μετριέται σε Ohms (Ohm), που υποδεικνύεται με το σύμβολο R.

Νόμος του Ohm - μια μαθηματική προσέγγιση για τον προσδιορισμό της αντίστασης

Η σχέση που καθιέρωσε ο Georg Ohm ορίζει τη σχέση μεταξύ τάσης, ρεύματος, αντίστασης, με βάση τη μαθηματική σχέση των εννοιών. Η εγκυρότητα της γραμμικής σχέσης - R = U/I (ο λόγος τάσης προς ρεύμα) - δεν τηρείται σε όλες τις περιπτώσεις.
Μονάδα [R] = B/A = Ohm. 1 Ohm είναι η αντίσταση ενός υλικού μέσω του οποίου ρέει ρεύμα 1 αμπέρ με τάση 1 volt.

Εμπειρικός τύπος για τον υπολογισμό της αντίστασης

Τα αντικειμενικά δεδομένα για την αγωγιμότητα ενός υλικού προκύπτουν από τα φυσικά του χαρακτηριστικά, τα οποία καθορίζουν τόσο τις δικές του ιδιότητες όσο και την απόκρισή του στις εξωτερικές επιρροές. Με βάση αυτό, η αγωγιμότητα εξαρτάται από:

• Μέγεθος.
• Γεωμετρία.
• Θερμοκρασίες.

Τα άτομα ενός αγώγιμου υλικού συγκρούονται με κατευθυντικά ηλεκτρόνια, εμποδίζοντάς τα να κινηθούν προς τα εμπρός. Σε υψηλή συγκέντρωση του τελευταίου, τα άτομα δεν είναι σε θέση να τους αντισταθούν και η αγωγιμότητα αποδεικνύεται υψηλή. Οι μεγάλες τιμές αντίστασης είναι χαρακτηριστικές για τα διηλεκτρικά, τα οποία έχουν ουσιαστικά μηδενική αγωγιμότητα.

Ένα από τα καθοριστικά χαρακτηριστικά κάθε αγωγού είναι η ειδική αντίστασή του - ρ. Καθορίζει την εξάρτηση της αντίστασης από το υλικό του αγωγού και τις εξωτερικές επιρροές. Αυτή είναι μια σταθερή (εντός ενός υλικού) τιμή που αντιπροσωπεύει τα δεδομένα αγωγού των παρακάτω διαστάσεων - μήκος 1 m (ℓ), επιφάνεια διατομής 1 τ.μ. Επομένως, η σχέση μεταξύ αυτών των μεγεθών εκφράζεται με τη σχέση: R = ρ* ℓ/S:

• Η αγωγιμότητα ενός υλικού μειώνεται όσο αυξάνεται το μήκος του.
• Η αύξηση της περιοχής διατομής του αγωγού συνεπάγεται μείωση της αντίστασής του. Αυτό το μοτίβο οφείλεται στη μείωση της πυκνότητας των ηλεκτρονίων και, κατά συνέπεια, η επαφή των σωματιδίων υλικού μαζί τους γίνεται λιγότερο συχνή.
• Η αύξηση της θερμοκρασίας του υλικού διεγείρει την αύξηση της αντίστασης, ενώ η πτώση της θερμοκρασίας συνεπάγεται τη μείωση του.

Συνιστάται να υπολογίσετε το εμβαδόν της διατομής σύμφωνα με τον τύπο S = πd 2 / 4. Μια μεζούρα θα βοηθήσει στον προσδιορισμό του μήκους.

Σχέση με την εξουσία (P)

Με βάση τον τύπο του νόμου του Ohm, U = I*R και P = I*U. Επομένως, P = I 2 *R και P = U 2 /R.
Γνωρίζοντας το μέγεθος του ρεύματος και της ισχύος, η αντίσταση μπορεί να προσδιοριστεί ως: R = P/I 2.
Γνωρίζοντας την τάση και την ισχύ, η αντίσταση μπορεί εύκολα να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο: R = U 2 /P.

Η αντίσταση του υλικού και οι τιμές άλλων συναφών χαρακτηριστικών μπορούν να ληφθούν χρησιμοποιώντας ειδικά όργανα μέτρησης ή με βάση καθιερωμένους μαθηματικούς νόμους.

Ο λόγος για τη σύνταξη αυτού του άρθρου δεν ήταν η πολυπλοκότητα αυτών των τύπων, αλλά το γεγονός ότι κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού και της ανάπτυξης οποιωνδήποτε κυκλωμάτων είναι συχνά απαραίτητο να περάσετε από μια σειρά τιμών για να φτάσετε στις απαιτούμενες παραμέτρους ή να εξισορροπήσετε το κύκλωμα . Αυτό το άρθρο και η αριθμομηχανή σε αυτό θα απλοποιήσουν αυτήν την επιλογή και θα επιταχύνουν τη διαδικασία υλοποίησης του σχεδίου σας. Επίσης στο τέλος του άρθρου θα δώσω αρκετές μεθόδους για την απομνημόνευση του βασικού τύπου του νόμου του Ohm. Αυτές οι πληροφορίες θα είναι χρήσιμες για αρχάριους. Αν και ο τύπος είναι απλός, μερικές φορές υπάρχει σύγχυση σχετικά με το πού και ποια παράμετρος πρέπει να είναι, ειδικά στην αρχή.

Στη ραδιοηλεκτρονική και την ηλεκτρική μηχανική, ο νόμος του Ohm και ο τύπος για τον υπολογισμό της ισχύος χρησιμοποιούνται συχνότερα από οποιονδήποτε άλλο τύπο. Καθορίζουν την αυστηρή σχέση μεταξύ των τεσσάρων πιο κοινών ηλεκτρικών μεγεθών: ρεύμα, τάση, αντίσταση και ισχύς.

Ο νόμος του Ohm. Αυτή η σχέση ανακαλύφθηκε και αποδείχθηκε από τον Georg Simon Ohm το 1826. Για ένα τμήμα ενός κυκλώματος, ακούγεται ως εξής: το ρεύμα είναι ευθέως ανάλογο με την τάση και αντιστρόφως ανάλογο με την αντίσταση

Έτσι γράφεται ο βασικός τύπος:

Μετασχηματίζοντας τον βασικό τύπο, μπορείτε να βρείτε δύο άλλες ποσότητες:

Εξουσία. Ο ορισμός του είναι ο εξής: η ισχύς είναι το γινόμενο των στιγμιαίων τιμών της τάσης και του ρεύματος σε οποιοδήποτε μέρος του ηλεκτρικού κυκλώματος.

Φόρμουλα για στιγμιαία ηλεκτρική ισχύ:

Παρακάτω είναι μια ηλεκτρονική αριθμομηχανή για τον υπολογισμό του νόμου και της ισχύος του Ohm. Αυτή η αριθμομηχανή σάς επιτρέπει να προσδιορίσετε τη σχέση μεταξύ τεσσάρων ηλεκτρικών μεγεθών: ρεύμα, τάση, αντίσταση και ισχύ. Για να το κάνετε αυτό, απλώς εισαγάγετε οποιεσδήποτε δύο τιμές. Χρησιμοποιώντας τα βέλη πάνω και κάτω, μπορείτε να αλλάξετε την τιμή που εισαγάγατε στα βήματα του ενός. Μπορεί επίσης να επιλεγεί η διάσταση των ποσοτήτων. Επίσης, για τη διευκόλυνση της επιλογής παραμέτρων, η αριθμομηχανή σάς επιτρέπει να καταγράψετε έως και δέκα υπολογισμούς που εκτελέστηκαν στο παρελθόν με τις διαστάσεις με τις οποίες πραγματοποιήθηκαν οι ίδιοι οι υπολογισμοί.

Όταν σπουδάζαμε στο κολέγιο ραδιοτεχνικών, έπρεπε να απομνημονεύσουμε πολλά πράγματα. Και για να είναι πιο εύκολο να θυμάστε, υπάρχουν τρία cheat sheets για τον νόμο του Ohm. Εδώ είναι οι μέθοδοι που χρησιμοποιήσαμε.

Ο πρώτος είναι ένας μνημονικός κανόνας. Αν εκφράσουμε αντίσταση από τον τύπο του νόμου του Ohm, τότε R = γυαλί.

Η δεύτερη είναι η μέθοδος του τριγώνου. Ονομάζεται επίσης το μαγικό τρίγωνο του νόμου του Ohm.

Εάν αποκόψουμε την τιμή που πρέπει να βρεθεί, τότε στο υπόλοιπο μέρος θα λάβουμε τον τύπο για την εύρεση της.

Τρίτος. Είναι περισσότερο ένα φύλλο εξαπάτησης που συνδυάζει όλους τους βασικούς τύπους για τέσσερις ηλεκτρικές ποσότητες.

Είναι τόσο εύκολο στη χρήση όσο ένα τρίγωνο. Επιλέγουμε την παράμετρο που θέλουμε να υπολογίσουμε, βρίσκεται σε ένα μικρό κύκλο στο κέντρο και παίρνουμε τρεις τύπους για τον υπολογισμό της. Στη συνέχεια, επιλέξτε αυτό που χρειάζεστε.

Αυτός ο κύκλος, όπως και το τρίγωνο, μπορεί να ονομαστεί μαγικός.

Ηλεκτρική αντίσταση -ένα φυσικό μέγεθος που δείχνει τι είδους εμπόδιο δημιουργεί το ρεύμα καθώς διέρχεται από τον αγωγό. Οι μονάδες μέτρησης είναι Ohms, προς τιμήν του Georg Ohm. Στο νόμο του, έβγαλε έναν τύπο για την εύρεση αντίστασης, ο οποίος δίνεται παρακάτω.

Ας εξετάσουμε την αντίσταση των αγωγών που χρησιμοποιούν μέταλλα ως παράδειγμα. Τα μέταλλα έχουν εσωτερική δομή με τη μορφή κρυσταλλικού πλέγματος. Αυτό το πλέγμα είναι αυστηρά διατεταγμένο και οι κόμβοι του είναι θετικά φορτισμένα ιόντα. Οι φορείς φορτίου σε ένα μέταλλο είναι «ελεύθερα» ηλεκτρόνια, τα οποία δεν ανήκουν σε ένα συγκεκριμένο άτομο, αλλά κινούνται τυχαία μεταξύ των θέσεων του πλέγματος. Είναι γνωστό από την κβαντική φυσική ότι η κίνηση των ηλεκτρονίων σε ένα μέταλλο είναι η διάδοση ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος σε ένα στερεό. Δηλαδή, ένα ηλεκτρόνιο σε έναν αγωγό κινείται με την ταχύτητα του φωτός (πρακτικά), και έχει αποδειχθεί ότι εμφανίζει ιδιότητες όχι μόνο ως σωματίδιο, αλλά και ως κύμα. Και η αντίσταση του μετάλλου προκύπτει ως αποτέλεσμα της σκέδασης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων (δηλαδή ηλεκτρονίων) από θερμικές δονήσεις του πλέγματος και των ελαττωμάτων του. Όταν τα ηλεκτρόνια συγκρούονται με κόμβους κρυσταλλικού πλέγματος, μέρος της ενέργειας μεταφέρεται στους κόμβους, με αποτέλεσμα να απελευθερώνεται ενέργεια. Αυτή η ενέργεια μπορεί να υπολογιστεί σε σταθερό ρεύμα, χάρη στο νόμο Joule-Lenz - Q=I 2 Rt. Όπως μπορείτε να δείτε, όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση, τόσο περισσότερη ενέργεια απελευθερώνεται.

Αντίσταση

Υπάρχει μια τόσο σημαντική έννοια όπως η ειδική αντίσταση, αυτή είναι η ίδια αντίσταση, μόνο σε μια μονάδα μήκους. Κάθε μέταλλο έχει το δικό του, για παράδειγμα, για τον χαλκό είναι 0,0175 Ohm*mm2/m, για το αλουμίνιο είναι 0,0271 Ohm*mm2/m. Αυτό σημαίνει ότι μια ράβδος χαλκού μήκους 1 m και επιφάνεια διατομής 1 mm2 θα έχει αντίσταση 0,0175 Ohm και η ίδια ράβδος, αλλά κατασκευασμένη από αλουμίνιο, θα έχει αντίσταση 0,0271 Ohm. Αποδεικνύεται ότι η ηλεκτρική αγωγιμότητα του χαλκού είναι υψηλότερη από αυτή του αλουμινίου. Κάθε μέταλλο έχει τη δική του ειδική αντίσταση και η αντίσταση ολόκληρου του αγωγού μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο

Οπου Π– ειδική αντίσταση μετάλλου, l – μήκος αγωγού, s – εμβαδόν διατομής.

Οι τιμές αντίστασης δίνονται στο πίνακας ειδικής αντίστασης μετάλλου(20°C)

Ουσία	Π, Ohm*mm 2 /2	α,10 -3 1/Κ
Αλουμίνιο	0.0271
Βολφράμιο	0.055
Σίδερο	0.098
Χρυσός	0.023
Ορείχαλκος	0.025-0.06
Μαγγανίνη	0.42-0.48	0,002-0,05
Χαλκός	0.0175
Νικέλιο
Κωνσταντάν	0.44-0.52	0.02
Nichrome		0.15
Ασήμι	0.016
Ψευδάργυρος	0.059

Εκτός από την ειδική αντίσταση, ο πίνακας περιέχει περισσότερες τιμές για αυτόν τον συντελεστή λίγο αργότερα.

Εξάρτηση της ειδικής αντίστασης από παραμόρφωση

Κατά την ψυχρή διαμόρφωση των μετάλλων, το μέταλλο υφίσταται πλαστική παραμόρφωση. Κατά την πλαστική παραμόρφωση, το κρυσταλλικό πλέγμα παραμορφώνεται και ο αριθμός των ελαττωμάτων αυξάνεται. Με την αύξηση των ελαττωμάτων του κρυσταλλικού πλέγματος, η αντίσταση στη ροή ηλεκτρονίων μέσω του αγωγού αυξάνεται, επομένως, αυξάνεται η ειδική αντίσταση του μετάλλου. Για παράδειγμα, το σύρμα κατασκευάζεται με σχέδιο, που σημαίνει ότι το μέταλλο υφίσταται πλαστική παραμόρφωση, με αποτέλεσμα να αυξάνεται η ειδική αντίσταση. Στην πράξη, η ανόπτηση ανακρυστάλλωσης χρησιμοποιείται για τη μείωση της αντίστασης, αυτή είναι μια πολύπλοκη τεχνολογική διαδικασία, μετά την οποία το κρυσταλλικό πλέγμα φαίνεται να "ισιώνει" και ο αριθμός των ελαττωμάτων μειώνεται και επομένως και η αντίσταση του μετάλλου.

Όταν τεντώνεται ή συμπιέζεται, το μέταλλο υφίσταται ελαστική παραμόρφωση. Κατά τη διάρκεια της ελαστικής παραμόρφωσης που προκαλείται από τέντωμα, τα πλάτη των θερμικών δονήσεων των κόμβων του κρυσταλλικού πλέγματος αυξάνονται, επομένως, τα ηλεκτρόνια αντιμετωπίζουν μεγάλη δυσκολία και σε σχέση με αυτό, αυξάνεται η ειδική αντίσταση. Κατά τη διάρκεια της ελαστικής παραμόρφωσης που προκαλείται από συμπίεση, τα πλάτη των θερμικών δονήσεων των κόμβων μειώνονται, επομένως, είναι ευκολότερο για τα ηλεκτρόνια να κινηθούν και η ειδική αντίσταση μειώνεται.

Επίδραση της θερμοκρασίας στην ειδική αντίσταση

Όπως έχουμε ήδη ανακαλύψει παραπάνω, η αιτία της αντίστασης στο μέταλλο είναι οι κόμβοι του κρυσταλλικού πλέγματος και οι δονήσεις τους. Έτσι, καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, αυξάνονται οι θερμικές δονήσεις των κόμβων, πράγμα που σημαίνει ότι αυξάνεται και η ειδική αντίσταση. Υπάρχει μια τέτοια ποσότητα όπως θερμοκρασιακός συντελεστής αντίστασης(TKS), το οποίο δείχνει πόσο αυξάνεται ή μειώνεται η ειδική αντίσταση του μετάλλου όταν θερμαίνεται ή ψύχεται. Για παράδειγμα, ο συντελεστής θερμοκρασίας του χαλκού στους 20 βαθμούς Κελσίου είναι 4.1 · 10 − 3 1/βαθμός. Αυτό σημαίνει ότι όταν, για παράδειγμα, το χάλκινο σύρμα θερμαίνεται κατά 1 βαθμό Κελσίου, η αντίστασή του θα αυξηθεί κατά 4.1 · 10 − 3 Ohm. Η ειδική αντίσταση με τις αλλαγές θερμοκρασίας μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο

όπου r είναι η ειδική αντίσταση μετά τη θέρμανση, r 0 είναι η ειδική αντίσταση πριν από τη θέρμανση, a είναι ο συντελεστής θερμοκρασίας αντίστασης, t 2 είναι η θερμοκρασία πριν από τη θέρμανση, t 1 είναι η θερμοκρασία μετά τη θέρμανση.

Αντικαθιστώντας τις τιμές μας, παίρνουμε: r=0,0175*(1+0,0041*(154-20))=0,0271 Ohm*mm 2 /m. Όπως μπορείτε να δείτε, η ράβδος χαλκού μας με μήκος 1 m και επιφάνεια διατομής 1 mm 2, μετά από θέρμανση στους 154 μοίρες, θα είχε την ίδια αντίσταση με την ίδια ράβδο, κατασκευασμένη μόνο από αλουμίνιο και σε θερμοκρασία 20 βαθμών Κελσίου.

Η ιδιότητα της αλλαγής αντίστασης με αλλαγές θερμοκρασίας χρησιμοποιείται στα θερμόμετρα αντίστασης. Αυτές οι συσκευές μπορούν να μετρήσουν τη θερμοκρασία με βάση τις μετρήσεις αντίστασης. Τα θερμόμετρα αντίστασης έχουν υψηλή ακρίβεια μέτρησης, αλλά μικρά εύρη θερμοκρασίας.

Στην πράξη, οι ιδιότητες των αγωγών να εμποδίζουν τη διέλευσηρεύμα χρησιμοποιούνται πολύ ευρέως. Ένα παράδειγμα είναι ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως, όπου ένα νήμα βολφραμίου θερμαίνεται λόγω της υψηλής αντίστασης του μετάλλου, του μεγάλου μήκους και της στενής διατομής του. Ή οποιαδήποτε συσκευή θέρμανσης όπου το πηνίο θερμαίνεται λόγω υψηλής αντίστασης. Στην ηλεκτρική μηχανική, ένα στοιχείο του οποίου η κύρια ιδιότητα είναι η αντίσταση ονομάζεται αντίσταση. Μια αντίσταση χρησιμοποιείται σχεδόν σε οποιοδήποτε ηλεκτρικό κύκλωμα.

Μία από τις φυσικές ιδιότητες μιας ουσίας είναι η ικανότητα να μεταφέρει ηλεκτρικό ρεύμα. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα (αντίσταση αγωγού) εξαρτάται από διάφορους παράγοντες: το μήκος του ηλεκτρικού κυκλώματος, τα δομικά χαρακτηριστικά, την παρουσία ελεύθερων ηλεκτρονίων, τη θερμοκρασία, το ρεύμα, την τάση, το υλικό και την περιοχή διατομής.

Η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος μέσω ενός αγωγού οδηγεί στην κατευθυντική κίνηση των ελεύθερων ηλεκτρονίων. Η παρουσία ελεύθερων ηλεκτρονίων εξαρτάται από την ίδια την ουσία και λαμβάνεται από τον πίνακα του Mendeleev, δηλαδή από την ηλεκτρονική διαμόρφωση του στοιχείου. Τα ηλεκτρόνια αρχίζουν να χτυπούν κρυσταλλικού πλέγματοςστοιχείο και μεταφορά ενέργειας στο τελευταίο. Σε αυτή την περίπτωση, εμφανίζεται ένα θερμικό φαινόμενο όταν ενεργεί ρεύμα στον αγωγό.

Κατά τη διάρκεια αυτής της αλληλεπίδρασης, επιβραδύνουν, αλλά στη συνέχεια, υπό την επίδραση ενός ηλεκτρικού πεδίου, που τους επιταχύνει, αρχίζουν να κινούνται με την ίδια ταχύτητα. Τα ηλεκτρόνια συγκρούονται πολλές φορές. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται αντίσταση αγωγού.

Κατά συνέπεια, η ηλεκτρική αντίσταση ενός αγωγού θεωρείται ένα φυσικό μέγεθος που χαρακτηρίζει την αναλογία τάσης προς ρεύμα.

Τι είναι η ηλεκτρική αντίσταση: μια τιμή που δείχνει την ιδιότητα ενός φυσικού σώματος να μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε θερμική ενέργεια λόγω της αλληλεπίδρασης της ενέργειας των ηλεκτρονίων με το κρυσταλλικό πλέγμα μιας ουσίας. Η φύση της αγωγιμότητας διαφέρει:

1. Αγωγοί (ικανοί να μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα επειδή υπάρχουν ελεύθερα ηλεκτρόνια).
2. Ημιαγωγοί (μπορούν να μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα, αλλά υπό ορισμένες συνθήκες).
3. Διηλεκτρικά ή μονωτικά (έχουν τεράστια αντίσταση και στερούνται ελεύθερων ηλεκτρονίων, με αποτέλεσμα να μην μπορούν να μεταφέρουν ρεύμα).

Αυτό το χαρακτηριστικό χαρακτηρίζεται από το γράμμα R και μετρημένο σε Ωμ (Ωμ). Η χρήση αυτών των ομάδων ουσιών είναι πολύ σημαντική για την ανάπτυξη διαγραμμάτων ηλεκτρικών κυκλωμάτων συσκευών.

Για να κατανοήσετε πλήρως την εξάρτηση του R από κάτι, πρέπει να δώσετε ιδιαίτερη προσοχή στον υπολογισμό αυτής της τιμής.

Υπολογισμός ηλεκτρικής αγωγιμότητας

Για τον υπολογισμό του R ενός αγωγού, χρησιμοποιείται ο νόμος του Ohm, ο οποίος λέει: το ρεύμα (I) είναι ευθέως ανάλογο της τάσης (U) και αντιστρόφως ανάλογο της αντίστασης.

Ο τύπος για την εύρεση του χαρακτηριστικού αγωγιμότητας ενός υλικού R (συνέπεια του νόμου του Ohm για ένα τμήμα ενός κυκλώματος): R = U / I.

Για ένα πλήρες τμήμα του κυκλώματος, αυτός ο τύπος έχει την ακόλουθη μορφή: R = (U / I) - Rin, όπου Rin είναι το εσωτερικό R της πηγής ισχύος.

Η ικανότητα ενός αγωγού να μεταφέρει ηλεκτρικό ρεύμα εξαρτάται από πολλούς παράγοντες: τάση, ρεύμα, μήκος, επιφάνεια διατομής και υλικό του αγωγού, καθώς και από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος.

Στην ηλεκτρική μηχανική, για τη διενέργεια υπολογισμών και την κατασκευή αντιστάσεων, λαμβάνεται επίσης υπόψη το γεωμετρικό στοιχείο του αγωγού.

Από τι εξαρτάται η αντίσταση: το μήκος του αγωγού - l, η ειδική αντίσταση - p και το εμβαδόν διατομής (με ακτίνα r) - S = Pi * r * r.

Τύπος αγωγού R: R = p * l / S.

Από τον τύπο μπορείτε να δείτε από τι εξαρτάται αντίσταση αγωγού: R, l, S. Δεν χρειάζεται να το υπολογίσουμε έτσι, γιατί υπάρχει πολύ καλύτερος τρόπος. Η ειδική αντίσταση μπορεί να βρεθεί στα αντίστοιχα βιβλία αναφοράς για κάθε τύπο αγωγού (p είναι φυσική ποσότητα ίση με R ενός υλικού μήκους 1 μέτρου και επιφάνεια διατομής ίση με 1 m².

Ωστόσο, αυτός ο τύπος δεν αρκεί για τον ακριβή υπολογισμό της αντίστασης, επομένως χρησιμοποιείται η εξάρτηση από τη θερμοκρασία.

Επίδραση της θερμοκρασίας περιβάλλοντος

Έχει αποδειχθεί ότι κάθε ουσία έχει ειδική ειδική αντίσταση που εξαρτάται από τη θερμοκρασία.

Για να αποδειχθεί αυτό, μπορεί να πραγματοποιηθεί το ακόλουθο πείραμα. Πάρτε μια σπείρα από νιχρώμιο ή οποιονδήποτε αγωγό (που υποδεικνύεται στο διάγραμμα ως αντίσταση), μια πηγή ισχύος και ένα κανονικό αμπερόμετρο (μπορεί να αντικατασταθεί με μια λάμπα πυρακτώσεως). Συναρμολογήστε το κύκλωμα σύμφωνα με το διάγραμμα 1.

Σχήμα 1 - Ηλεκτρικό κύκλωμα για το πείραμα

Είναι απαραίτητο να τροφοδοτήσετε τον καταναλωτή και να παρακολουθήσετε προσεκτικά τις ενδείξεις του αμπερόμετρου. Στη συνέχεια, θα πρέπει να θερμάνετε το R χωρίς να το απενεργοποιήσετε και οι ενδείξεις του αμπερόμετρου θα αρχίσουν να μειώνονται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία. Η εξάρτηση μπορεί να εντοπιστεί σύμφωνα με το νόμο του Ohm για ένα τμήμα του κυκλώματος: I = U / R. Σε αυτήν την περίπτωση, η εσωτερική αντίσταση της πηγής ισχύος μπορεί να παραμεληθεί: αυτό δεν θα επηρεάσει την απόδειξη της εξάρτησης του R από τη θερμοκρασία . Από αυτό προκύπτει ότι υπάρχει εξάρτηση του R από τη θερμοκρασία.

Η φυσική σημασία της αύξησης της τιμής του R οφείλεται στην επίδραση της θερμοκρασίας στο πλάτος των κραδασμών (αύξηση) των ιόντων στο κρυσταλλικό πλέγμα. Ως αποτέλεσμα, τα ηλεκτρόνια συγκρούονται συχνότερα και αυτό προκαλεί αύξηση του R.

Σύμφωνα με τον τύπο: R = p * l / S, βρίσκουμε τον δείκτη ότι εξαρτάται από τη θερμοκρασία(Το S και το l είναι ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία). Αυτό που μένει είναι p αγωγός. Με βάση αυτό, προκύπτει ο τύπος για την εξάρτηση από τη θερμοκρασία: (R - Ro) / R = a * t, όπου Ro σε θερμοκρασία 0 βαθμών Κελσίου, t είναι η θερμοκρασία περιβάλλοντος και a είναι ο συντελεστής αναλογικότητας (συντελεστής θερμοκρασίας) .

Για τα μέταλλα το "a" είναι πάντα μεγαλύτερο από το μηδέν και για τα διαλύματα ηλεκτρολυτών ο συντελεστής θερμοκρασίας είναι μικρότερος από 0.

Ο τύπος για την εύρεση του p που χρησιμοποιείται στους υπολογισμούς είναι: p = (1 + a * t) * po, όπου po είναι η τιμή ειδικής αντίστασης που λαμβάνεται από το βιβλίο αναφοράς για έναν συγκεκριμένο αγωγό. Σε αυτή την περίπτωση, ο συντελεστής θερμοκρασίας μπορεί να θεωρηθεί σταθερός. Η εξάρτηση της ισχύος (P) από το R προκύπτει από τον τύπο ισχύος: P = U * I = U * U / R = I * I * R. Η τιμή ειδικής αντίστασης εξαρτάται επίσης από την παραμόρφωση του υλικού, η οποία διαταράσσει τον κρύσταλλο πλέγμα.

Όταν το μέταλλο υποβάλλεται σε επεξεργασία σε κρύο περιβάλλον σε μια συγκεκριμένη πίεση, εμφανίζεται πλαστική παραμόρφωση. Σε αυτή την περίπτωση, το κρυσταλλικό πλέγμα παραμορφώνεται και το R της ροής ηλεκτρονίων αυξάνεται. Σε αυτή την περίπτωση, η ειδική αντίσταση αυξάνεται επίσης. Αυτή η διαδικασία είναι αναστρέψιμη και ονομάζεται ανακρυσταλλική ανόπτηση, λόγω της οποίας μειώνονται ορισμένα από τα ελαττώματα.

Όταν ασκούνται δυνάμεις εφελκυσμού και θλίψης σε ένα μέταλλο, το τελευταίο υφίσταται παραμορφώσεις, οι οποίες ονομάζονται ελαστικές. Η ειδική αντίσταση μειώνεται κατά τη συμπίεση, καθώς μειώνεται το πλάτος των θερμικών κραδασμών. Κατευθυνόμενα φορτισμένα σωματίδια γίνεται πιο εύκολη η μετακίνηση. Όταν τεντώνεται, η ειδική αντίσταση αυξάνεται λόγω της αύξησης του εύρους των θερμικών δονήσεων.

Ένας άλλος παράγοντας που επηρεάζει την αγωγιμότητα είναι ο τύπος του ρεύματος που διέρχεται από τον αγωγό.

Η αντίσταση σε δίκτυα με εναλλασσόμενο ρεύμα συμπεριφέρεται κάπως διαφορετικά, επειδή ο νόμος του Ohm ισχύει μόνο για κυκλώματα με σταθερή τάση. Επομένως, οι υπολογισμοί πρέπει να γίνονται διαφορετικά.

Η σύνθετη αντίσταση συμβολίζεται με το γράμμα Z και αποτελείται από το αλγεβρικό άθροισμα των ενεργών, χωρητικών και επαγωγικών αντιδράσεων.

Όταν το ενεργό R συνδέεται σε ένα κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος, υπό την επίδραση διαφοράς δυναμικού, αρχίζει να ρέει ένα ημιτονοειδές ρεύμα. Σε αυτήν την περίπτωση, ο τύπος μοιάζει με: Im = Um / R, όπου Im και Um είναι οι τιμές πλάτους του ρεύματος και της τάσης. Ο τύπος αντίστασης παίρνει την ακόλουθη μορφή: Im = Um / ((1 + a * t) * po * l / 2 * Pi * r * r).

Η χωρητικότητα (Xc) οφείλεται στην παρουσία πυκνωτών στα κυκλώματα. Πρέπει να σημειωθεί ότι το εναλλασσόμενο ρεύμα διέρχεται από πυκνωτές και, ως εκ τούτου, λειτουργεί ως αγωγός με χωρητικότητα.

Το Xc υπολογίζεται ως εξής: Xc = 1 / (w * C), όπου w είναι η γωνιακή συχνότητα και C είναι η χωρητικότητα του πυκνωτή ή της ομάδας πυκνωτών. Η γωνιακή συχνότητα ορίζεται ως εξής:

1. Η συχνότητα του εναλλασσόμενου ρεύματος μετράται (συνήθως 50 Hz).
2. Πολλαπλασιάζεται επί 6,283.

Επαγωγική αντίδραση (Xl) - υποδηλώνει την παρουσία επαγωγής στο κύκλωμα (επαγωγέας, ρελέ, κύκλωμα, μετασχηματιστής κ.λπ.). Υπολογίζεται ως εξής: Xl = wL, όπου L είναι η αυτεπαγωγή και w είναι η γωνιακή συχνότητα. Για τον υπολογισμό της επαγωγήςπρέπει να χρησιμοποιήσετε εξειδικευμένες ηλεκτρονικές αριθμομηχανές ή ένα βιβλίο αναφοράς φυσικής. Έτσι, όλες οι ποσότητες υπολογίζονται χρησιμοποιώντας τους τύπους και το μόνο που μένει είναι να γράψουμε Z: Z * Z = R * R + (Xc - Xl) * (Xc - Xl).

Για να προσδιορίσετε την τελική τιμή, είναι απαραίτητο να εξαγάγετε την τετραγωνική ρίζα της έκφρασης: R * R + (Xc - Xl) * (Xc - Xl). Από τους τύπους προκύπτει ότι η συχνότητα του εναλλασσόμενου ρεύματος παίζει μεγάλο ρόλο, για παράδειγμα, σε ένα κύκλωμα του ίδιου σχεδιασμού, καθώς αυξάνεται η συχνότητα, το Z του αυξάνεται επίσης τους ακόλουθους δείκτες:

1. Μήκη αγωγού.
2. Περιοχή τομής - Σ.
3. Θερμοκρασίες.
4. Είδος υλικού.
5. Εμπορευματοκιβώτια.
6. Επαγωγή.
7. Συχνότητες.

Κατά συνέπεια, ο νόμος του Ohm για ένα τμήμα της αλυσίδας έχει μια εντελώς διαφορετική μορφή: I=U/Z. Αλλάζει και ο νόμος για την πλήρη αλυσίδα.

Οι υπολογισμοί της αντίστασης απαιτούν ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα, επομένως χρησιμοποιούνται ειδικά ηλεκτρικά όργανα μέτρησης που ονομάζονται ωμόμετρο για τη μέτρηση των τιμών τους. Η συσκευή μέτρησης αποτελείται από μια ένδειξη επιλογέα στην οποία είναι συνδεδεμένη μια πηγή ρεύματος σε σειρά.

Μέτρο R όλα τα συνδυασμένα όργανα, όπως δοκιμαστές και πολύμετρα. Τα ξεχωριστά όργανα για τη μέτρηση μόνο αυτού του χαρακτηριστικού χρησιμοποιούνται εξαιρετικά σπάνια (μεγαχόμετρο για τον έλεγχο της μόνωσης ενός καλωδίου τροφοδοσίας).

Η συσκευή χρησιμοποιείται για τη δοκιμή ηλεκτρικών κυκλωμάτων για ζημιά και δυνατότητα συντήρησης εξαρτημάτων ραδιοφώνου, καθώς και για δοκιμή μόνωσης καλωδίων.

Κατά τη μέτρηση του R, είναι απαραίτητο να απενεργοποιήσετε πλήρως το τμήμα κυκλώματος για να αποφευχθεί η αστοχία της συσκευής. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να λάβετε τις ακόλουθες προφυλάξεις:

Τα ακριβά πολύμετρα διαθέτουν λειτουργία συνέχειας κυκλώματος, που αντιγράφεται από ένα ηχητικό σήμα, επομένως δεν χρειάζεται να κοιτάξετε την οθόνη της συσκευής.

Έτσι, η ηλεκτρική αντίσταση παίζει σημαντικό ρόλο στην ηλεκτρική μηχανική. Στα μόνιμα κυκλώματα εξαρτάται από τη θερμοκρασία, το ρεύμα, το μήκος, είδος υλικού και περιοχήεγκάρσιος διατομή αγωγού. Στα κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος, αυτή η εξάρτηση συμπληρώνεται από ποσότητες όπως η συχνότητα, η χωρητικότητα και η επαγωγή. Χάρη σε αυτή την εξάρτηση, είναι δυνατή η αλλαγή των χαρακτηριστικών του ηλεκτρισμού: τάση και ρεύμα. Για τη μέτρηση των τιμών αντίστασης, χρησιμοποιούνται ωμόμετρο, τα οποία χρησιμοποιούνται επίσης για τον εντοπισμό προβλημάτων καλωδίωσης και δοκιμές συνέχειας διαφόρων κυκλωμάτων και εξαρτημάτων ραδιοφώνου.