ओमच्या कायद्याचा व्यवहारात वापर

मी विद्युत अभियांत्रिकीच्या मूलभूत कायद्यांपैकी एकाचे कार्य तत्त्व एका रूपकसह स्पष्ट करू इच्छितो — "व्होल्टेज U," "प्रतिकार R," आणि "करंट I" नावाच्या तीनपैकी 1 व्यक्तीचे छोटे व्यंगचित्र दर्शवित आहे.

हे दर्शविते की "टोक" पाईपमधील आकुंचनातून क्रॉल करण्याचा प्रयत्न करीत आहे, जो "प्रतिकार" परिश्रमपूर्वक घट्ट करत आहे. त्याच वेळी «व्होल्टेज» पास करण्यासाठी जास्तीत जास्त शक्य प्रयत्न करते, «करंट» दाबा.

हे रेखाचित्र त्याची आठवण करून देणारे आहे वीज एका विशिष्ट माध्यमात चार्ज केलेल्या कणांची व्यवस्थित हालचाल आहे. त्यांची हालचाल लागू बाह्य उर्जेच्या प्रभावाखाली शक्य आहे, ज्यामुळे संभाव्य फरक - व्होल्टेज निर्माण होतो. वायर आणि सर्किटच्या घटकांची अंतर्गत शक्ती विद्युत् प्रवाहाची तीव्रता कमी करतात, त्याच्या हालचालींना विरोध करतात.

डायरेक्ट करंट सर्किटच्या एका विभागासाठी ओमच्या नियमाचे कार्य स्पष्ट करणारे साधे आकृती 2 विचारात घ्या.

व्होल्टेज स्रोत U म्हणून आपण वापरतो बॅटरी, ज्याला आपण प्रतिरोधक R ला जाड आणि त्याच वेळी A आणि B बिंदूंवर लहान तारा जोडतो.रेझिस्टर R द्वारे विद्युत् I च्या मूल्यावर तारांचा परिणाम होत नाही असे गृहीत धरा.

फॉर्म्युला (1) रेझिस्टन्स (ohms), व्होल्टेज (व्होल्ट) आणि करंट (amps) यांच्यातील संबंध व्यक्त करतो. ते तिला कॉल करतात सर्किटच्या विभागासाठी ओमचा नियम… सूत्र वर्तुळ U, R, किंवा I (U डॅशच्या वर आहे आणि R आणि I खाली आहेत) कोणतेही घटक पॅरामीटर्स लक्षात ठेवणे आणि वापरणे सोपे करते.

आपल्याला त्यापैकी एक निश्चित करण्याची आवश्यकता असल्यास, नंतर ते मानसिकदृष्ट्या बंद करा आणि इतर दोनसह कार्य करा, अंकगणित ऑपरेशन्स करा. जेव्हा मूल्ये एका ओळीत असतात, तेव्हा आम्ही त्यांना गुणाकार करतो. आणि जर ते वेगवेगळ्या स्तरांवर स्थित असतील तर आम्ही वरच्या ते खालच्या भागाचे विभाजन करतो.

हे संबंध खालील आकृती 3 मध्ये सूत्र 2 आणि 3 मध्ये दर्शविले आहेत.

या सर्किटमध्ये, विद्युत् प्रवाह मोजण्यासाठी अँमीटरचा वापर केला जातो, जो लोड R सह मालिकेत जोडलेला असतो आणि व्होल्टेज हे रेझिस्टरच्या बिंदू 1 आणि 2 ला समांतर जोडलेले व्होल्टमीटर आहे. डिव्हाइसेसची डिझाइन वैशिष्ट्ये विचारात घेऊन, असे म्हणूया की अॅमीटर सर्किटमधील विद्युत् प्रवाहावर परिणाम करत नाही आणि व्होल्टमीटरचा व्होल्टेजवर परिणाम होत नाही.

ओमच्या कायद्याद्वारे प्रतिकाराचे निर्धारण

उपकरणांचे वाचन (U = 12 V, I = 2.5 A) वापरून, आपण R = 12 / 2.5 = 4.8 Ohm प्रतिरोध मूल्य निर्धारित करण्यासाठी सूत्र 1 वापरू शकता.

सराव मध्ये, हे तत्त्व मोजण्याच्या उपकरणांच्या ऑपरेशनमध्ये समाविष्ट केले आहे - ओममीटर, जे विविध विद्युत उपकरणांचे सक्रिय प्रतिकार निर्धारित करतात.मूल्यांच्या विविध श्रेणी मोजण्यासाठी ते कॉन्फिगर केले जाऊ शकत असल्याने, ते अनुक्रमे मायक्रोहम्स आणि मिलिओहम्समध्ये विभागले गेले आहेत, कमी प्रतिकाराने कार्य करतात आणि तेरा-, हायगो- आणि मेगोहम्स- खूप मोठ्या मूल्यांचे मोजमाप करतात.

विशिष्ट कामकाजाच्या परिस्थितीसाठी, ते तयार केले जातात:

• पोर्टेबल;

• ढाल

• प्रयोगशाळा मॉडेल.

ओममीटरच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत

मॅग्नेटोइलेक्ट्रिक उपकरणे सामान्यतः मोजमाप करण्यासाठी वापरली जातात, जरी इलेक्ट्रॉनिक (अॅनालॉग आणि डिजिटल) उपकरणे अलीकडे मोठ्या प्रमाणावर सादर केली गेली आहेत.

मॅग्नेटोइलेक्ट्रिक सिस्टीम ओममीटर वर्तमान लिमिटर आर वापरते जे फक्त मिलीअँप आणि संवेदनशील मापन प्रमुख (मिलीअममीटर) पास करते. स्थायी चुंबक N-S पासून दोन विद्युत चुंबकीय क्षेत्रांच्या परस्परसंवादामुळे आणि प्रवाहकीय स्प्रिंग 2 सह कॉइल 1 च्या वळणातून विद्युत् प्रवाहाद्वारे तयार केलेल्या फील्डच्या परस्परसंवादामुळे ते उपकरणाद्वारे लहान प्रवाहांच्या प्रवाहावर प्रतिक्रिया देते.

चुंबकीय क्षेत्रांच्या शक्तींच्या परस्परसंवादाच्या परिणामी, डिव्हाइसचा बाण एका विशिष्ट कोनातून विचलित होतो. सोप्या ऑपरेशनसाठी डोक्यावरील स्केल ताबडतोब ओममध्ये ग्रॅज्युएट केले जाते. या प्रकरणात, सूत्र 3 नुसार वर्तमान प्रतिकाराची अभिव्यक्ती वापरली जाते.

अचूक मोजमाप सुनिश्चित करण्यासाठी ओममीटरने बॅटरीमधून स्थिर पुरवठा व्होल्टेज राखणे आवश्यक आहे. या उद्देशासाठी, अतिरिक्त रेग्युलेटिंग रेझिस्टर R reg वापरून कॅलिब्रेशन लागू केले जाते. त्याच्या मदतीने, मापन सुरू होण्यापूर्वी, स्त्रोताकडून अतिरिक्त व्होल्टेजचा पुरवठा सर्किटपर्यंत मर्यादित आहे, कठोरपणे स्थिर, सामान्यीकृत मूल्य सेट केले आहे.

ओमच्या नियमाद्वारे व्होल्टेजचे निर्धारण

इलेक्ट्रिक सर्किट्ससह काम करताना, असे काही वेळा असतात जेव्हा एखाद्या घटकावरील व्होल्टेज ड्रॉप निश्चित करणे आवश्यक असते, उदाहरणार्थ, एक प्रतिरोधक, परंतु त्याचा प्रतिकार, जो सहसा बॉक्सवर चिन्हांकित केला जातो आणि त्यातून जाणारा विद्युत् प्रवाह ज्ञात असतो. हे करण्यासाठी, आपल्याला व्होल्टमीटर कनेक्ट करण्याची आवश्यकता नाही, परंतु सूत्र 2 नुसार गणना वापरणे पुरेसे आहे.

आमच्या बाबतीत, आकृती 3 साठी, आम्ही गणना करतो: U = 2.5 4.8 = 12 V.

ओमच्या नियमानुसार विद्युत् प्रवाहाचे निर्धारण

या केसचे सूत्र 3 द्वारे वर्णन केले आहे. हे इलेक्ट्रिकल सर्किट्समधील भारांची गणना करण्यासाठी, वायर, केबल्स, फ्यूज किंवा सर्किट ब्रेकर्सचे क्रॉस-सेक्शन निवडण्यासाठी वापरले जाते.

आमच्या उदाहरणात, गणना असे दिसते: I = 12 / 4.8 = 2.5 A.

बायपास सर्जरी

इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमधील ही पद्धत सर्किटच्या काही घटकांचे विघटन न करता त्यांचे ऑपरेशन अक्षम करण्यासाठी वापरली जाते. हे करण्यासाठी, इनपुट आणि आउटपुट टर्मिनल्स (आकृती 1 आणि 2 मध्ये) एका अनावश्यक रेझिस्टरवर वायरसह शॉर्ट-सर्किट करा - त्यांना काढून टाका.

परिणामी, सर्किट करंट शंटमधून कमी प्रतिकाराचा मार्ग निवडतो आणि झपाट्याने वाढतो आणि शंट घटकाचा व्होल्टेज शून्यावर येतो.

शॉर्ट सर्किट

हा मोड बायपासचा एक विशेष केस आहे आणि जेव्हा स्त्रोताच्या आउटपुट टर्मिनल्सवर शॉर्ट सर्किट स्थापित केला जातो तेव्हा सामान्यतः वरील आकृतीमध्ये दर्शविला जातो. जेव्हा हे घडते तेव्हा अतिशय धोकादायक उच्च प्रवाह तयार होतात ज्यामुळे लोकांना धक्का बसू शकतो आणि असुरक्षित विद्युत उपकरणे जाळू शकतात.

इलेक्ट्रिकल नेटवर्कमधील अपघाती दोषांचा सामना करण्यासाठी संरक्षण वापरले जाते. ते अशा सेटिंग्जवर सेट केले जातात जे सामान्य मोडमध्ये सर्किटच्या ऑपरेशनमध्ये व्यत्यय आणत नाहीत.आणीबाणीच्या वेळीच ते वीज खंडित करतात.

उदाहरणार्थ, जर एखाद्या मुलाने घरातील आउटलेटमध्ये चुकून वायर जोडली, तर अपार्टमेंटच्या प्रवेशद्वारावर योग्यरित्या कॉन्फिगर केलेला स्वयंचलित स्विच जवळजवळ लगेचच वीज बंद करेल.

वर वर्णन केलेली प्रत्येक गोष्ट डीसी सर्किटच्या एका विभागासाठी ओहमच्या कायद्याचा संदर्भ देते, पूर्ण सर्किट नाही जिथे आणखी अनेक प्रक्रिया असू शकतात. आपण कल्पना केली पाहिजे की इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमधील त्याच्या अनुप्रयोगाचा हा फक्त एक छोटासा भाग आहे.

प्रसिद्ध शास्त्रज्ञ जॉर्ज सायमन ओम यांनी विद्युत प्रवाह, व्होल्टेज आणि प्रतिरोधकता यांच्यातील नमुने वेगवेगळ्या एसी वातावरणात आणि सर्किट्समध्ये वेगवेगळ्या प्रकारे वर्णन केले आहेत: सिंगल-फेज आणि थ्री-फेज.

येथे मूलभूत सूत्रे आहेत जी मेटल कंडक्टरमधील इलेक्ट्रिकल पॅरामीटर्सचे गुणोत्तर व्यक्त करतात.

सराव मध्ये विशेष ओम नियम गणना करण्यासाठी अधिक जटिल सूत्रे.

जसे आपण पाहू शकता की, प्रतिभाशाली शास्त्रज्ञ जॉर्ज सायमन ओम यांनी केलेले संशोधन विद्युत अभियांत्रिकी आणि ऑटोमेशनच्या वेगवान विकासाच्या काळातही खूप महत्वाचे आहे.