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Sobre la ley de Ohm en una declaración popular
La corriente eléctrica y el voltaje peligroso no pueden escucharse (excepto el zumbido de las líneas de alto voltaje y las instalaciones eléctricas). Las partes vivas bajo voltaje no difieren en apariencia.
Es imposible reconocerlos tanto por el olor como por la temperatura elevada en los modos de funcionamiento normales, no difieren. Pero encendemos la aspiradora en un tomacorriente silencioso y silencioso, hacemos clic en el interruptor, y la energía parece haberse sacado de la nada, por sí misma, materializándose en forma de ruido y compresión dentro de un electrodoméstico.
Nuevamente, si conectamos dos clavos en los enchufes de la toma de corriente y tomamos con ellos, literalmente con todo nuestro cuerpo sentiremos la realidad y la objetividad de la existencia de una corriente eléctrica. Hacer esto, por supuesto, se desaconseja encarecidamente.
Pero los ejemplos con una aspiradora y clavos nos demuestran claramente que el estudio y la comprensión de las leyes básicas de la ingeniería eléctrica contribuyen a la seguridad en el manejo de la electricidad doméstica, así como a eliminar los prejuicios supersticiosos asociados con la corriente eléctrica y el voltaje.
Por lo tanto, consideraremos una, la ley más valiosa de la ingeniería eléctrica, que es útil saber. E intente hacerlo de la forma más popular posible.
Descubrimiento de la ley de Ohm
En 1827, el físico alemán Georg Simon Ohm formuló una ley que vinculaba la magnitud de la corriente eléctrica, la fuerza electromotriz de la batería y la resistencia de un circuito eléctrico simple compuesto por una batería y los polos de conductores heterogéneos conectados en serie. Además, descubrió que varias sustancias tienen diferente resistencia a la corriente eléctrica.
Ohm descubrió experimentalmente que en un circuito en serie compuesto por varias secciones con conductores de diferente resistencia, la corriente en todas las secciones es la misma, solo la diferencia de potencial en los conductores es diferente, lo que Ohm llamó "caída de voltaje".
El descubrimiento de la ley de Ohm fue una etapa muy importante en el estudio de los fenómenos eléctricos y magnéticos, que fueron de gran importancia práctica. La ley de Ohm y las leyes de Kirchhoff descubiertas más tarde por primera vez hicieron posible calcular circuitos eléctricos y formaron la base de la ingeniería eléctrica emergente.
Tipos de leyes de Ohm
1. La forma diferencial de la ley de Ohm
La ley más importante de la ingeniería eléctrica es, por supuesto, Ley de ohm. Incluso las personas no relacionadas con la ingeniería eléctrica saben de su existencia. Pero mientras tanto, la pregunta "¿Conoces la ley de Ohm?" en las universidades técnicas es una trampa para escolares presuntuosos y arrogantes. El camarada, por supuesto, responde que Ohm conoce la ley perfectamente, y luego se dirigen a él con una solicitud para presentar esta ley en forma diferencial. Y luego resulta que un escolar o un estudiante de primer año todavía tiene que estudiar y estudiar.
Sin embargo, la forma diferencial de la ley de Ohm es prácticamente inaplicable. Refleja la relación entre la densidad de corriente y la intensidad de campo:
j = G * E,
donde G es la conductividad del circuito; E es la fuerza de la corriente eléctrica.
Todos estos son intentos de expresar corriente electrica, teniendo en cuenta solo las propiedades físicas del material del conductor, sin tener en cuenta sus parámetros geométricos (longitud, diámetro y similares). La forma diferencial de la ley de Ohm es una teoría pura; su conocimiento en la vida cotidiana no es absolutamente necesario.
2. La forma integral de la ley de Ohm para una sección de cadena
Otra cosa es la forma integral de grabación. También tiene varias variedades. El más popular de estos es Ley de Ohm para una sección de una cadena: I = U / R
En otras palabras, la corriente en una sección del circuito es siempre mayor, mayor es el voltaje aplicado a esta sección y menor es la resistencia de esta sección.
Este "tipo" de la ley de Ohm es simplemente una necesidad para todos los que al menos a veces tienen que lidiar con la electricidad. Afortunadamente, la adicción es bastante simple. Después de todo, el voltaje en la red puede considerarse sin cambios.
Para una toma de corriente, es de 220 voltios. Por lo tanto, resulta que la corriente en el circuito depende solo de la resistencia del circuito conectado a la salida. De ahí la simple moral: esta resistencia debe ser monitoreada.
Los cortocircuitos, que todos escuchan, suceden precisamente debido a la baja resistencia del circuito externo. Suponga que debido a una conexión incorrecta de los cables en la caja de conexiones, los cables de fase y neutro se conectan directamente entre sí. Entonces, la resistencia de la sección del circuito disminuirá bruscamente a casi cero, y la corriente también aumentará bruscamente a un valor muy grande.
Si el cableado es correcto, funcionará disyuntor, y si no está allí, o está defectuoso o se ha seleccionado incorrectamente, entonces el cable no hará frente al aumento de corriente, se calentará, se derretirá y, posiblemente, provocará un incendio.
Pero sucede que los dispositivos que están enchufados y que se han usado durante más de una hora ya se han convertido en la causa cortocircuito. Un caso típico es un ventilador, cuyos devanados del motor sufrieron sobrecalentamiento debido al atasco de las aspas.
El aislamiento de los devanados del motor no está diseñado para un calentamiento serio, rápidamente deja de tener valor. Como resultado, aparecen cortocircuitos entre vueltas, que reducen la resistencia y, de acuerdo con la ley de Ohm, también conducen a un aumento de la corriente.
El aumento de la corriente, a su vez, hace que el aislamiento de los devanados sea completamente inutilizable, y no el entre vueltas, sino que se produce un cortocircuito real y completo. La corriente se suma a los devanados, inmediatamente desde la fase hasta el cable neutro. Es cierto que todo lo anterior solo puede ocurrir con un ventilador muy simple y barato, no equipado con protección térmica.
Hoja de trucos de Ohm para la sección de la cadena:
Ley de Ohm para AC
Cabe señalar que el registro anterior de la ley de Ohm describe una sección de un circuito con un voltaje constante. En redes de tensión alterna, hay una reactancia adicional, y la impedancia toma la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de la resistencia activa y reactiva.
La ley de Ohm para una sección de circuito de CA toma la forma: I = U / Z,
donde Z es la impedancia del circuito.
Pero una gran reactancia es característica, en primer lugar, de máquinas eléctricas potentes y equipos de conversión de potencia. La resistencia eléctrica interna de los electrodomésticos y accesorios está casi completamente activa. Por lo tanto, en la vida cotidiana, para los cálculos, puede usar la forma más simple de la ley de Ohm: I = U / R.
3. Notación integral para el circuito completo.
Como hay un formulario para registrar la ley para una sección de una cadena, también hay Ley de Ohm para la cadena completa: I = E / (r + R).
Aquí r es la resistencia interna de la fuente de la red EMF, y R es la resistencia total del circuito en sí.
No tenemos que ir lejos para un modelo físico para ilustrar esta subespecie de la ley de Ohm. sistema eléctrico del vehículo, la batería en la que se encuentra la fuente de EMF.
No se puede suponer que la resistencia de la batería es cero absoluto, por lo tanto, incluso con un cortocircuito directo entre sus terminales (falta de resistencia R), la corriente no crecerá hasta el infinito, sino simplemente a un valor alto.
Sin embargo, este alto valor, por supuesto, es suficiente para que los cables se derritan y la piel del automóvil se encienda. Por lo tanto, los circuitos eléctricos de los automóviles protegen contra cortocircuitos con fusibles.
Tal protección puede no ser suficiente si se produce un cortocircuito en la caja de fusibles en relación con la batería, o si uno de los fusibles se reemplaza con un trozo de cable de cobre. Entonces solo hay una salvación: es necesario, tan pronto como sea posible, romper el circuito por completo, desechando la "masa", es decir, el terminal negativo.
4)La forma integral de la ley de Ohm para una sección de un circuito que contiene una fuente de fem
Cabe mencionar que existe otra variación de la ley de Ohm: para una sección de un circuito que contiene una fuente de fem:
I = (U + E) / (r + R)
o
I = (U-E) / (r + R)
Aquí U es la diferencia potencial al principio y al final de la sección de cadena considerada. El signo frente a la magnitud de la EMF depende de su dirección en relación con el voltaje.
A menudo es necesario usar la ley de Ohm para una sección de un circuito cuando se determinan los parámetros de un circuito cuando parte del circuito no está disponible para un estudio detallado y no nos interesa.
Supongamos que está oculto por partes integrales del caso. En el circuito restante hay una fuente de EMF y elementos con una resistencia conocida. Luego, midiendo el voltaje en la entrada de una parte desconocida del circuito, puede calcular la corriente y luego la resistencia del elemento desconocido.
Conclusiones
Por lo tanto, podemos ver que la ley "simple" de Ohm está lejos de ser tan simple como le parecía a alguien. Conociendo todas las formas del registro integral de las leyes de Ohm, uno puede comprender y recordar fácilmente muchos de los requisitos de seguridad eléctrica, así como ganar confianza en el manejo de la electricidad.
Ver también en electro-es.tomathouse.com
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