Motstånd och Ohms lag

Vill du skapa webbplats? Hitta gratis WordPress-teman och plugins. Med undantag för en speciell klass av material som kallas supraledare, har alla material motstånd, vilket är motståndet till ström. Ledare är i allmänhet metalliska material med låg resistans, medan isolatorer är material med hög resistans. När det går ström genom ett resistivt material produceras värme genom kollisioner mellan elektroner och atomer. Även tråd, som har ett mycket litet motstånd, kan bli varm när det finns tillräckligt med ström genom den. Figur 1: Schematiska symboler för fasta och variabla motstånd Motstånd är motsatsen till ström och symboliseras av R. Dess enhet är ohm, symboliserad med den grekiska bokstaven Ω En ohm (1 Ω) resistans finns när det finns en ampere (1) A) av ström i ett material med en volt (1 V) applicerad över materialet. Resistorer Resistorer är komponenter som är designade för att ha ett visst mått av motstånd mellan sina ledningar eller terminaler. De huvudsakliga tillämpningarna av motstånd är att begränsa ström; dela spänning; och i vissa fall genererar värme. Även om det finns många typer av motstånd och de finns i många former och storlekar, kan de alla placeras i en av två huvudkategorier: fast eller variabel. Symbolerna för ett fast motstånd och två variabla motstånd visas i figur 1. Variabla motstånd är uppdelade i potentiometrar (potter)—med tre terminaler—och reostater—med två terminaler. Observera dock i figur 1 att en potentiometer kan anslutas som en reostat genom att ansluta mittterminalen till ena sidan. Potentiometrar används för att styra spänningen; reostater används för att styra ström. Fasta motstånd Fasta motstånd har resistansvärden som inte kan ändras. De finns tillgängliga med ett stort urval av värden och effektmärken som ställs in av tillverkaren. Fasta motstånd är konstruerade med olika metoder och material. En vanlig typ av fast motstånd är kolsammansättningstypen, som är gjord med en blandning av finmalet kol, isolerande fyllmedel och ett hartsbindemedel. Figur 2 visar konstruktionen av ett typiskt kolsammansättningsmotstånd. Figur 2: Utskuren vy av ett motstånd i kolsammansättning En annan typ av fast motstånd för precisionsapplikationer med låg resistans är det trådlindade motståndet. Trådlindade motstånd finns antingen som små precisionsmotstånd eller som stora effektmotstånd. De har utmärkta lågfrekvensegenskaper, men de är inte lämpliga för användning vid höga frekvenser. De är konstruerade genom att linda en resistiv tråd runt en isolerande stav och sedan förseglas. Figur 3: Exempel på potentiometrar med konstruktionsvyer Variabla motstånd Variabla motstånd har resistansvärden som kan varieras. De finns också i olika typer, inklusive kolsammansättning, film och trådlindade. Potentiometrar är konstruerade med en roterande axel ansluten till en torkare, liknande den som visas i figur 3(a). Mittterminalen är ansluten till torkararmen, som styrs genom att vrida axeln. För tillämpningar som kräver mer exakt styrning finns potentiometrar tillgängliga med flera varv och i ett linjärt arrangemang med flera varv, som visas i figur 3(c). Trådmotstånd Även om koppar är en utmärkt ledare och ofta används i elektroniska kretsar, har den visst motstånd. För många applikationer kan trådens motstånd ignoreras; men i vissa fall kan det påverka en krets och måste övervägas. Du kanske har sett lågspänningslampor som blir svagare ju längre de är från källan. I det här fallet har trådmotståndet påverkat kretsen. Problemet minskar om en tråd med större diameter (större tvärsnittsarea) används eller om lamporna flyttas närmare källan (eftersom en kortare tråd har mindre motstånd). En tråd kan överhettas på grund av motståndet när det är för mycket ström. Trådmätare används över hela världen för att ange storleken på tråden. American Wire Gauge Storleken och typen av tråd som är lämplig för en given applikation beror på ett antal faktorer, inklusive längden, den maximala mängden ström och miljön som tråden befinner sig i, bland andra faktorer. Diametern på tråden är arrangerad enligt standardmåttnummer som kallas American Wire Gauge (AWG) storlekar. Ju större mätartal, desto mindre tråd och desto större motstånd per längdenhet. Till exempel är 12 gauge vanligt i hushållsledningar och 24 gauge är användbart för telefonkretsar. Tråd så liten som ett människohår är nummer 40 gauge; även mindre storlekar används i vissa applikationer. AWG är relaterad till trådens tvärsnittsarea; den vanliga engelska enheten för trådarnas tvärsnittsarea är cirkulär mil (CM). En cirkulär mil är arean av en tråd som är en tusendels tum (en mil) i diameter. En cirkulär mil visas i figur 4. Figur 4: Circular Mil Som referens anges diametern, resistansen per 1,000 1 fot, resistansen per km och strömkapaciteten (ampacity) för några vanliga AWG koppartrådsstorlekar i Tabell XNUMX. Ampacity är den maximala ström som en tråd kan bära under vissa angivna villkor. När diametern på tråden blir större är AWG-talet mindre och tråden är klassad för mer ström. Efter att AWG-storleken kommit till 1 är nästa trådstorlek 1/0, vilket kallas ett borde, vilket i sin tur betyder en nolla (0). De följande tre storlekarna är två bör (2/0), tre bör (3/0) och fyra bör (4/0). Eftersom tråd har motstånd gör strömmen genom den att kraft i form av värme försvinner. Således, om det är för mycket ström, överhettas tråden. Ampacity värderingar varierar med temperatur och typ av kabel. Andra effektklassificeringar tillhandahålls också baserat på National Electric Code (NEC). Till exempel är AWG 12 klassad till 25 A i fri luft och 20 A som en del av en treledarkabel för en temperatur på 30°C. Dessutom tillhandahåller NEC specifikationer som inkluderar det maximala antalet ampere och krav på säkring eller brytare för olika ledningar (normalt kallade ledare i koden). Dessutom finns det specifika krav på förhållanden som nedgrävda ledare, ledare som utsätts för solljus eller ledare installerade på fuktiga platser som de som används i solpanelsinstallationer. Strömkapaciteten reduceras för dessa förhållanden och mer när det finns ett antal ledningar i en ledning eller bunt. Detta är mycket viktigt i förnybara energisystem eftersom buntade ledningar i heta lägen är vanliga. Kontrollera alltid NEC för klassificeringar i specifika applikationer och kodkraven i ditt område innan du installerar några ledningar, Tabell 1 Normal NEC-strömklassning och trådmotstånd för utvalda storlekar av koppartråd American Wire Gauge (AWG) Trådstorlek Strömkapacitet (A) av Kopparstrådmotstånd (ω) per 1,000 fotmotstånd (ω) per kilometer 16 15 4.016 13.176 14 20 2.525 8.284 12 25 1.588 5.210 10 30 0.9989 3.277 8 40 0.6282 2.061 6 55 0.3951 1.296 4 70 0.2485 0.815 3 85 0.187 0.614 2 95 0.1563 0.513 1 110 0.1239 0.406 1/0 125 0.0983 0.323 2/0 145 0.0779 0.256 3/0 165 0.0618 0.203 4/0 195 0.049 0.161/1 2,500 12 XNUMX/XNUMX XNUMX XNUMX AMP XNUMX. Lösning Från tabell 1 är motståndet för AWG 12 koppartråd 1.588 Ω ft. Det betyder att 2,500 XNUMX fot. kommer att ha ett motstånd som är R=(2,500ft)(1.588Ω/1,000ft)=3.97ΩR=(2,500ft)(1.588Ω/1,000ft)=3.97Ω Ohms lag Georg Simon Ohm formulerade Ohms lag, som heter i hans ära. Ohms lag uttrycker förhållandet mellan spänning (V), ström (I) och resistans (R). Ohms lag kan uttryckas i tre ekvivalenta former: en för spänning, en för ström och en för resistans. Det låter dig bestämma vilken som helst av kvantiteterna (V, I eller R) om du känner till de andra två. Formel för spänning Du kan använda Ohms lag för att hitta spänningen när du känner till strömmen och resistansen. Spänning är lika med ström gånger motstånd. V=IRV=IR Formel för ström Du kan använda Ohms lag för att hitta strömmen när du känner till spänningen och resistansen. Ström är lika med spänning dividerat med resistans. I=V/RI=V/R Formel för motstånd Du kan använda Ohms lag för att hitta resistansen när du känner till strömmen och spänningen. Motstånd är lika med spänning dividerat med ström. R=V/IR=V/I De tre formlerna (V = IR, I = V/R och R = V/I) är naturligtvis ekvivalenta. Figur 5 kan hjälpa dig att komma ihåg sambandet mellan spänning, ström och resistans. Figur 5: Minneshjälp för Ohms lag EXEMPEL 2 Bestäm spänningen när strömmen är 2 A och resistansen är 10 Ω. Lösning V=IR=(2A)(10Ω)=20VV=IR=(2A)(10Ω)=20V Bestäm strömmen när spänningen är 48 V och resistansen 20 Ω Lösning I=V/R=48V/20Ω=2.4 AI=V/R=48V/20Ω=2.4A Bestäm resistansen när spänningen är 120 V och strömmen är 8 A. Lösning R=V/I=120V/8A=15ΩR=V/I=120V/8A=15Ω Granskning Definiera resistans och namnge dess enhet. Vilka är de två kategorierna av motstånd? Nämn två typer av ett variabelt motstånd och rita den schematiska symbolen för varje. Vad är en cirkulär mil? Vad indikerar AWG-numret för en tråd? Vad menas med begreppet ampacitet? Skriv Ohms lagformel för spänning i termer av ström och resistans. Skriv Ohms lagformel för ström i termer av spänning och resistans. Skriv Ohms lagformel för resistans i termer av spänning och ström. Om spänningen i en krets är fixerad och resistansen ökar, vad händer med strömmen? Svar Motstånd är motstånd mot ström; enheten är ohm. Fasta resistorer och variabla resistorer Potentiometrar och reostater; de schematiska symbolerna visas i figur 3. En cirkulär mil är arean av en tråd som är en tusendels tum (en mil) i diameter. AWG står för "American Wire Gauge" och systemet använder ett tal relaterat till trådens tvärsnittsarea. Ampacity är den maximala ström som en tråd kan bära under vissa specificerade förhållanden. V = IR I=V/R R=V/I Strömmen kommer att minska. Hittade du apk för Android?

Lämna ett meddelande 

meddelande~~POS=TRUNC