Sobre a lei de Ohm em uma declaração popular

Corrente elétrica e tensão perigosa não podem ser ouvidas (exceto para zumbir linhas de alta tensão e instalações elétricas). As partes vivas sob tensão não diferem na aparência.

É impossível reconhecê-los pelo cheiro e pela temperatura elevada nos modos operacionais normais, eles não diferem. Mas ligamos o aspirador de pó em uma tomada silenciosa e silenciosa, pressionamos o botão - e a energia parece ser retirada do nada, por si só, materializando-se na forma de ruído e compressão dentro de um eletrodoméstico.

Novamente, se encaixarmos duas unhas nas tomadas da tomada e as levarmos, literalmente, com todo o corpo, sentiremos a realidade e a objetividade da existência de uma corrente elétrica. Fazer isso, é claro, é fortemente desencorajado.

Mas os exemplos com um aspirador de pó e pregos demonstram claramente que o estudo e o entendimento das leis básicas da engenharia elétrica contribuem para a segurança no manuseio de eletricidade doméstica, além de eliminar os preconceitos supersticiosos associados à corrente e tensão elétricas.

Portanto, consideraremos uma, a lei mais valiosa da engenharia elétrica, que é útil conhecer. E tente fazê-lo da forma mais popular possível.

Descoberta da lei de Ohm

Em 1827, o físico alemão Georg Simon Ohm formulou uma lei ligando a magnitude da corrente elétrica, a força eletromotriz da bateria e a resistência de um circuito elétrico simples constituído por uma bateria e os pólos de condutores heterogêneos conectados em série. Além disso, ele descobriu que várias substâncias têm diferentes resistências à corrente elétrica.

Ohm descobriu experimentalmente que em um circuito serial composto por várias seções com condutores de diferentes resistências, a corrente em todas as seções é a mesma, apenas a diferença de potencial entre os condutores é diferente, que Ohm chamou de "queda de tensão".

A descoberta da lei de Ohm foi uma etapa muito importante no estudo dos fenômenos elétricos e magnéticos, que foram de grande importância prática. A lei de Ohm e as leis de Kirchhoff, que foram descobertas mais tarde, tornaram possível pela primeira vez calcular circuitos elétricos e formaram a base da engenharia elétrica emergente.

Tipos de leis de Ohm

1. A forma diferencial da lei de Ohm

A lei mais importante da engenharia elétrica é, obviamente, Lei de Ohm. Mesmo as pessoas não relacionadas à engenharia elétrica sabem sobre sua existência. Mas, enquanto isso, a pergunta "Você conhece a lei de Ohm?" nas universidades técnicas, é uma armadilha para crianças em idade escolar presunçosas e arrogantes. O camarada, é claro, responde que Ohm conhece a lei perfeitamente, e então eles se voltam para ele com um pedido para trazer essa lei de forma diferencial. E então acontece que um estudante ou um calouro ainda precisa estudar e estudar.

No entanto, a forma diferencial da lei de Ohm é praticamente inaplicável. Reflete a relação entre a densidade atual e a força do campo:

j = G * E,

onde G é a condutividade do circuito; E é a força da corrente elétrica.

Tudo isso são tentativas de expressar corrente elétrica, levando em conta apenas as propriedades físicas do material do condutor, sem levar em conta seus parâmetros geométricos (comprimento, diâmetro e similares). A forma diferencial da lei de Ohm é uma teoria pura; seu conhecimento na vida cotidiana não é absolutamente necessário.

2. A forma integral da lei de Ohm para uma seção de corrente

Outra coisa é a forma integral de gravação. Ele também tem várias variedades. O mais popular deles é Lei de Ohm para uma seção de uma cadeia: I = U / R

Em outras palavras, a corrente em uma seção do circuito é sempre maior, maior a tensão aplicada a esta seção e menor a resistência dessa seção.

Esse "tipo" da lei de Ohm é simplesmente uma obrigação para todos que pelo menos às vezes precisam lidar com eletricidade. Felizmente, o vício é bastante simples. Afinal, a tensão na rede pode ser considerada inalterada.

Para uma tomada, são 220 volts. Portanto, verifica-se que a corrente no circuito depende apenas da resistência do circuito conectado à tomada. Daí a moral simples: essa resistência deve ser monitorada.

Curtos-circuitos, que todo mundo está ouvindo, acontecem precisamente devido à baixa resistência do circuito externo. Suponha que, devido à conexão incorreta dos fios na caixa de junção, os fios de fase e neutro estejam diretamente conectados um ao outro. Então a resistência da seção do circuito diminuirá acentuadamente para quase zero, e a corrente também aumentará acentuadamente para um valor muito grande.

Se a fiação estiver correta, funcionará disjuntor, e se não estiver lá, ou estiver com defeito ou selecionado incorretamente, o fio não suportará o aumento da corrente, ele se aquecerá, derreterá e, possivelmente, causará um incêndio.

Mas acontece que os dispositivos conectados e usados ​​por mais de uma hora já se tornam a causa curto-circuito. Um caso típico é de um ventilador, cujos enrolamentos do motor foram superaquecidos devido ao congestionamento das pás.

O isolamento dos enrolamentos do motor não é projetado para aquecimento sério, torna-se rapidamente inútil. Como resultado, surgem curtos-circuitos, que reduzem a resistência e, de acordo com a lei de Ohm, também levam a um aumento na corrente.

O aumento da corrente, por sua vez, torna o isolamento dos enrolamentos completamente inutilizável, e não a inter-volta, mas ocorre o curto-circuito real e de pleno direito. A corrente vai além dos enrolamentos, imediatamente da fase para o fio neutro. É verdade que tudo isso pode acontecer apenas com um ventilador muito simples e barato, não equipado com proteção térmica.

Folha de dicas da Ohm para a seção da corrente:

Lei de Ohm para AC

Deve-se notar que o registro acima da lei de Ohm descreve uma seção de um circuito com tensão constante. Nas redes de tensão alternada, há uma reatância adicional, e a impedância assume a raiz quadrada da soma dos quadrados da resistência ativa e reativa.

A lei de Ohm para uma seção de circuito CA assume a forma: I = U / Z,

onde Z é a impedância do circuito.

Mas uma grande reatância é característica, antes de tudo, de poderosas máquinas elétricas e equipamentos de conversão de energia. A resistência elétrica interna de eletrodomésticos e utensílios é quase completamente ativa. Portanto, na vida cotidiana, para cálculos, você pode usar a forma mais simples da lei de Ohm: I = U / R.

3. Notação integral para o circuito completo

Como existe um formulário para registrar a lei para uma seção de uma cadeia, também há Lei de Ohm para toda a cadeia: I = E / (r + R).

Aqui r é a resistência interna da fonte da rede EMF e R é a resistência total do próprio circuito.

Não precisamos ir muito longe para um modelo físico para ilustrar essa subespécie da lei de Ohm. sistema elétrico do veículo, a bateria na qual é a fonte de EMF.

Não se pode supor que a resistência da bateria seja zero absoluto; portanto, mesmo com um curto-circuito direto entre seus terminais (falta de resistência R), a corrente não aumentará para o infinito, mas simplesmente para um valor alto.

No entanto, esse alto valor, é claro, é suficiente para derreter os fios e inflamar a pele do carro. Portanto, os circuitos elétricos dos carros protegem contra curtos-circuitos com fusíveis.

Essa proteção pode não ser suficiente se ocorrer um curto-circuito antes da caixa de fusíveis em relação à bateria ou se um dos fusíveis for substituído por um pedaço de fio de cobre. Depois, há apenas uma salvação - é necessário, o mais rápido possível, interromper completamente o circuito, jogando fora a "massa", ou seja, o terminal negativo.

4)A forma integral da lei de Ohm para uma seção de um circuito contendo uma fonte fem

Deve-se mencionar que há outra variação da lei de Ohm - para uma seção de um circuito contendo uma fonte fem:

I = (U + E) / (r + R)

ou

I = (U-E) / (r + R)

Aqui U é a diferença de potencial no início e no final da seção da cadeia considerada. O sinal na frente da magnitude da EMF depende de sua direção em relação à tensão.

Muitas vezes, é necessário usar a lei de Ohm para uma seção de um circuito ao determinar os parâmetros de um circuito quando parte do circuito não está disponível para estudo detalhado e não nos interessa.

Suponha que ele esteja oculto por partes integrais do caso. No circuito restante, há uma fonte de CEM e elementos com resistência conhecida. Então, medindo a tensão na entrada de uma parte desconhecida do circuito, você pode calcular a corrente e, em seguida, a resistência do elemento desconhecido.

Conclusões

Assim, podemos ver que a lei "simples" de Ohm está longe de ser tão simples quanto parecia para alguém. Conhecendo todas as formas do registro integral das leis de Ohm, é possível entender e lembrar com facilidade muitos dos requisitos de segurança elétrica, além de ganhar confiança no manuseio de eletricidade.