Ohms lag svarar på dina frågor

Att förstå elektronik och elektronisk felsökning börjar med att känna till Ohms lag. Detta är inte svårt och kan göra ditt arbete så mycket lättare.

Ohms lag var en konstant följeslagare under min långa karriär som radiosändningsingenjör. Förhållandena mellan volt, ampere, ohm och kraft gjorde allt så förståeligt.

Den tyska fysikern Georg Ohm publicerade konceptet 1827, för nästan 200 år sedan. Det erkändes senare som Ohms lag och har beskrivits som den viktigaste tidiga kvantitativa beskrivningen av elektricitetens fysik.

Fig. 1 är en lista över enkla formler för att använda Ohms lag. Inget komplicerat, bara bra svar på dina frågor. Du behöver inte vara matematiker för att köra beräkningarna. Miniräknaren på din smartphone hanterar detta enkelt.

P är för effekt i watt, jag är ström i ampere, R är motstånd i ohm och E är spänning i volt. Lös för någon av dem som känner till två av de andra parametrarna.

Ohms lag om ström
När jag tittar på en 100 watt glödlampa tror jag att 120 volt är ungefär 0.8 ampere (0.8333 ampere är mer exakt). Det är 100 watt ström som förbrukas.

Så hur många lampor kan sättas på en strömbrytare på 15 ampere? Låt oss se - 15 ampere kretskapacitet, dividerat med 0.8333 ampere för varje lampa parallellt = 18 lampor. Omvänt är det 18 lampor X 0.8333 ampere per lampa = 14.9994 ampere ... precis vid strömbrytarens gräns.

Regeln här säger att du inte lägger mer än 80% på någon brytare för säkring, vilket är 14 lampor i det här fallet. Håll alltid lite utrymme i en krets. Som du vet används brytare och säkringar för att skydda mot bränder eller andra dramatiska fel under kretsproblem. De blir opålitliga vid sin nuvarande gräns. Du behöver inte ha olägenheter eller smälta utbrändheter från att springa för nära linjen.


Ohms lag
Det finns inte många högnivåplattamodulerade AM-sändare längre. Gates BC-1-serien är ett exempel på denna teknik från 1950 till 1970. Konstruktionen har vanligtvis 2600 volt som kör RF-effektförstärkarrören.

Strömförsörjningar som det behöver ett "avluftningsmotstånd" mellan högspänning och jord för att sänka / blöda högspänningen till noll när sändaren stängs av. Detta ska hända på bara en sekund eller så. Strömförsörjningen kan vara varm med hög spänning i minuter eller timmar om avluftningsmotståndet misslyckas. Det är en allvarlig säkerhetsfråga för ingenjören som arbetar med det, om han eller hon inte kortslutter högspänningsfilterkondensatorn innan han vidrör någon del av sändaren.

Avluftaren i en Gates BC-1G-sändare är R41, ett trådlindat motstånd på 100,000 100 ohm / 2 watt. Du ser en handhållen på vänster sida av fotot i figur XNUMX.

Ohms lag berättar för oss att 2600 volt över motståndet i kvadrat (gånger sig själv) dividerat med 100,000 67.6 ohm motstånd är lika med 100 watt strömförbrukning som krävs kontinuerligt på ett 32.4 watt motstånd. Man skulle tro att säkerhetsmarginalen på 10% skulle räcka. Detta motstånd misslyckades vanligtvis efter 67.6 års användning. Svaret ligger i den ventilation motståndet får för kylning. XNUMX watt i värme måste gå någonstans. Denna sändarmodell har lite, men inte mycket, luftflöde i botten där motståndet är beläget.

Mitt svar var att ersätta motståndet på 100 watt med ett motstånd uppskattat till 225 watt, sett i mitten av fotot. Det gav mer yta så att det blev svalare och därmed längre. Ett motstånd på 100 watt är 15.14 dollar mot 18.64 dollar för en 225 watt enhet. Det är bara $ 3.50 skillnad för en enorm ökning av tillförlitlighet och säkerhet. Skruven som håller den på plats måste vara längre om du gör den här modifieringen. Ingen stor grej.

Ja, det finns en multiplikatormätarsträng bredvid motståndet och högspänningskondensatorn. Det samplar högspänningen för PA-voltmätaren. Smuts har samlats på strängens högspänningsände. Det är högspänning som drar till sig smuts, vilket kräver regelbunden rengöring för att upprätthålla sändarens tillförlitlighet. Det är underhåll.

RF-dummybelastningen i denna sändare har sex icke-induktiva motstånd på 312 ohm / 200 watt. Sändaren ser 52 ohm eftersom motstånden är parallella. Enkel matematik, 312 ohm dividerat med 6 motstånd = 52 ohm. Ja, 52 ohm, 51.5 ohm, 70 ohm och andra impedanser var vanliga tidigare innan solid state-sändare mer eller mindre tvingade standarden att vara 50 ohm. Rörbaserade sändare kommer att ställa in nästan vilken belastning som helst medan halvledarsändare är konstruerade för att fungera i 50 ohm-belastningar ... och ge mig ingen VSWR!

Ohms lag om spänning

Låt oss säga att vi vet att 2 ampere ström går in i ett 100 ohm motstånd. Vad är spänningen över motståndet?Formeln är 2 ampere x 100 ohm motstånd = 200 volt. Från det kan vi lösa för kraft i motståndet. Det är 200 volt x 2 ampere ström = 400 watt.

Ohms lag om makt
En Continental 816R-2 FM 20 kW FM-sändare kan ha 7000 volt på PA-rörets platta med 3.3 A ström. Ohms lag säger oss att 7000 volt x 3.3 ampere = 23,100 watt effekt. Det är sändarens strömingång, inte utgången. Effekten är föremål för effektförstärkarens effektivitet, som vanligtvis är 75%. Då är sändarens uteffekt 17,325 25 watt. Det betyder också att 23,100% av ingångseffekten går förlorad i värme. Det är 25 5775 watt ingångseffekt x .XNUMX = XNUMX watt värme.

Var noga med att kontrollera tillverkarens datablad för exakta nummer för varje sändarmodell.

Halv kraft?

Halveffekt betyder inte att sändarens PA-spänning är hälften. Om det var hälften skulle PA-strömmen vara hälften och RF-utgången skulle vara en fjärdedel. Du kommer ihåg när lokala klass 4 (nu klass C) AM-stationer körde 1000 watt dag och 250 watt på natten.

En Gates BC-1-sändare kan ha 2600 PA volt och 0.51 ampere PA-ström under dagen. Vi kan bestämma effektförstärkarens motstånd genom att ta PA-spänningen på 2600 och dela den med PA-ström på 0.51 ampere. Svaret är 5098 ohm.

Samma PA-motstånd gäller oberoende av denna sändares effektnivå. Vid kvartström är PA-spänningen 1300 volt. Ohms lag, med samma 5098 ohm, säger att PA-strömmen ska vara 0.255 ampere. Ja, det fungerade så i praktiken. Det enkla tricket var att ansluta 120 VAC till den primära av sändarens högspänningstransformator för nattdrift istället för 240 VAC på dagen.

Med kvartseffekt läste antennens amperemätare hälften och signalfältets intensitet var hälften, inte en fjärdedel. Låt oss undersöka detta. Om du har en 50 ohm antenn och 1000 watt effekt, vad är antennströmmen? Använd Ohms lag, ta 1000 watt dividerat med 50 ohm = 20. Kvadratroten av det är 4.47 ampere. Dela 250 watt med samma 50 ohm antennmotstånd och du får 5. Kvadratroten av det är 2.236 ampere, hälften av dagen antennström. Det är Ohms lag.

Tänk Ohms lag när du är på jobbet. Det svarar på dina frågor och är vettigt.

Lämna ett meddelande 

meddelande~~POS=TRUNC