IN vita quotidiana Ci occupiamo continuamente di elettricità. Senza particelle cariche in movimento, il funzionamento degli strumenti e dei dispositivi che utilizziamo è impossibile. E per godere appieno di queste conquiste della civiltà e garantirne il servizio a lungo termine, è necessario conoscere e comprendere il principio di funzionamento.

L'ingegneria elettrica risponde a domande relative alla produzione e all'utilizzo dell'energia corrente per scopi pratici. Tuttavia, non è affatto facile descrivere in un linguaggio accessibile il mondo a noi invisibile, dove regnano corrente e tensione. Ecco perché i benefici sono costantemente richiesti"Elettricità per principianti" o "Ingegneria elettrica per principianti".

Cosa studia questa misteriosa scienza, quali conoscenze e abilità si possono ottenere come risultato della sua padronanza?

Descrizione della disciplina “Fondamenti teorici dell'ingegneria elettrica”

Nei registri degli studenti che ricevono specialità tecniche, puoi vedere la misteriosa abbreviazione "TOE". Questa è esattamente la scienza di cui abbiamo bisogno.

La data di nascita dell'ingegneria elettrica può essere considerata il periodo inizio XIX secoli in cui la prima fonte è stata inventata DC . La fisica divenne la madre del ramo “neonato” della conoscenza. Le successive scoperte nel campo dell'elettricità e del magnetismo arricchirono questa scienza di nuovi fatti e concetti di grande importanza pratica.

Mio aspetto moderno, come industria indipendente, subentrò alla fine del XIX secolo e da allora incluso nel curriculum delle università tecniche e interagisce attivamente con altre discipline. Pertanto, per studiare con successo ingegneria elettrica, è necessario possedere conoscenze teoriche provenienti da un corso scolastico di fisica, chimica e matematica. A loro volta, discipline importanti come:

• elettronica ed elettronica radio;
• elettromeccanica;
• energia, illuminotecnica, ecc.

Il fulcro dell'ingegneria elettrica è ovviamente la corrente e le sue caratteristiche. Successivamente, la teoria parla dei campi elettromagnetici, delle loro proprietà e delle applicazioni pratiche. La parte finale della disciplina mette in evidenza i dispositivi in ​​cui opera l'elettronica energetica. Chiunque abbia padroneggiato questa scienza capirà molto del mondo che lo circonda.

Qual è l’importanza dell’ingegneria elettrica oggi? Gli elettricisti non possono fare a meno della conoscenza di questa disciplina:

• elettricista;
• all'installatore;
• energia.

L'onnipresenza dell'elettricità rende necessario il suo studio all'uomo comune per essere una persona alfabetizzata e poter applicare le sue conoscenze nella vita di tutti i giorni.

È difficile capire ciò che non si può vedere e “toccare”. La maggior parte dei libri di testo elettrici sono pieni di termini oscuri e diagrammi ingombranti. Pertanto, le buone intenzioni dei principianti nello studio di questa scienza spesso rimangono solo piani.

In effetti, l'ingegneria elettrica è una scienza molto interessante e i principi di base dell'elettricità possono essere presentati in un linguaggio accessibile ai manichini. Se ti avvicini al processo educativo in modo creativo e con la dovuta diligenza, molto diventerà comprensibile ed emozionante. Ecco alcuni suggerimenti utili per imparare l'elettricità for dummies.

Viaggio nel mondo degli elettroni è necessario iniziare studiando i fondamenti teorici- concetti e leggi. Acquista un manuale di formazione, ad esempio "Ingegneria elettrica per manichini", che sarà scritto in una lingua che puoi comprendere, o diversi libri di testo simili. Disponibilità esempi illustrativi e i fatti storici diversificheranno il processo di apprendimento e aiuteranno ad assimilare meglio la conoscenza. Puoi verificare i tuoi progressi utilizzando vari test, compiti e domande d'esame. Torna di nuovo a quei paragrafi in cui hai commesso errori durante il controllo.

Se sei sicuro di aver studiato a fondo la sezione fisica della disciplina, puoi passare a un materiale più complesso: la descrizione schemi elettrici e dispositivi.

Ti senti sufficientemente “esperto” in teoria? È giunto il momento di sviluppare abilità pratiche. I materiali per la creazione di circuiti e meccanismi semplici possono essere facilmente reperiti nei negozi di elettrodomestici e di articoli per la casa. Tuttavia, non avere fretta di iniziare subito a fare la modella- informatevi prima della sezione “sicurezza elettrica” per non arrecare danni alla salute.

Per ottenere un vantaggio pratico dalle tue nuove conoscenze, prova a riparare un oggetto rotto elettrodomestici. Assicurati di studiare i requisiti operativi, segui le istruzioni o invita un elettricista esperto a lavorare con te. Non è ancora arrivato il momento della sperimentazione e con l’elettricità non si scherza.

Prova, non avere fretta, sii curioso e diligente, studia tutti i materiali disponibili e poi dal “cavallo oscuro” la corrente elettrica si trasformerà in un'amica buona e fedele per te. E potresti anche riuscire a fare un’importante scoperta elettrica e diventare ricco e famoso da un giorno all’altro.

Guida di riferimento in ingegneria elettrica e fondamenti di elettronica:
Libro di testo per specialità non elettriche nelle università

A cura del prof. AV Netushila

Approvato dal Ministero dell'Istruzione Speciale Superiore e Secondaria dell'URSS come sussidio didattico per gli studenti di specialità non elettrotecniche nelle università

SCUOLA DI LAUREA

Revisori: dipartimento" Ingegneria elettrica teorica» Istituto dell'Aviazione di Mosca dal nome. Sergo Ordzhonikidze (capo del dipartimento - Prof. S. P. Kolosov); Dottor Tech. scienze, prof. A. E. Krasno-polsky (Istituto degli acciai e delle leghe di Mosca).

Il manuale è composto da due parti: circuiti elettrici e magnetici; elettromagnetico, elettronico e dispositivi elettromeccanici. La prima parte riguarda i principi e i metodi di base dell'ingegneria elettrica ed elettronica; nella seconda parte - dispositivi elettrici ed elettronici che convertono correnti e tensioni, energia elettrica in meccanico o termico.

Guida di riferimento ai fondamenti di ingegneria elettrica ed elettronica: Libro di testo per ingegneri non elettrici. specialista. università / P. V. Ermuratsky, A. A. Kosyakin, V. S. Listvin e altri; Ed. AV Netushila. M.: Più in alto. scuola, 1986.-248 p.: ill. 55k.

Prefazione
Introduzione

Parte 1. Circuiti elettrici e magnetici

Sezione uno. Circuiti lineari

Capitolo 1. Circuiti CC lineari
§ 1.1. Caratteristiche e circuiti equivalenti delle sorgenti e dei ricevitori (consumatori) di energia elettrica
§ 1.2. Leggi di Kirchhoff per un circuito lineare
§ 1.3. Metodi delle correnti di anello, potenziali nodali, grandezze proporzionali
§ 1.4. Principi di sovrapposizione, compensazione, reciprocità
§ 1.5. Reti a due terminali. Il principio del generatore equivalente. Equazioni e circuiti equivalenti
§ 1.6. Quadrupoli. Equazioni e circuiti equivalenti

Capitolo 2. Circuiti di corrente sinusoidali monofase
§ 2.1. Ottenere una FEM che cambia sinusoidalmente nel tempo
§ 2.2. Descrizione matematica di una funzione che varia sinusoidalmente nel tempo (la funzione armonica più semplice)
§ 2.3. Corrente sinusoidale negli elementi resistivi, induttivi e capacitivi
§2.4. Leggi di Ohm e Kirchhoff per circuiti di corrente sinusoidali lineari
§ 2.5. Collegamento di elementi attivi (resistivi) e reattivi (induttivi o capacitivi) di un circuito di corrente sinusoidale
§2.6. Equivalenza di sequenziale e circuiti paralleli sostituzione di rami di un circuito di corrente alternata a frequenza fissa
§2.7. Applicazione di principi e metodi per il calcolo di circuiti lineari in corrente continua circuiti lineari corrente sinusoidale
§ 2.8. Odogrammi di frequenza e caratteristiche dei circuiti seriali e paralleli che collegano elementi attivi (resistivi) con elementi reattivi (induttivi o capacitivi)
§ 2.9. Potenza in un circuito di corrente sinusoidale
§ 2.10. Risonanza di tensioni e correnti
§ 2.11. Circuiti equivalenti di bobine e condensatori induttivi reali
§ 2.12. Capacità complessa e complessa permettività
§ 2.13. Calcolo di un circuito ramificato di corrente sinusoidale
§ 2.14. Caduta e perdita di tensione durante la trasmissione di corrente sinusoidale
§ 2.15. Circuiti con mutua induttanza

Capitolo 3. Circuiti trifase
§ 3.1. Sistema EMF trifase e sua descrizione matematica
§ 3.2. Tipi di collegamenti tra sorgenti e ricevitori di un sistema trifase
§ 3.3. Sistema a quattro fili per il collegamento di sorgenti e ricevitori
§ 3.4. Sistema a tre fili per il collegamento di sorgenti e ricevitori
§ 3.5. Alimentazione trifase
§ 3.6. Messa a terra protettiva e azzeramento del sistema trifase

Capitolo 4. Processi transitori in circuiti elettrici lineari
§ 4.1. Presenza di processi transitori nei circuiti elettrici
§ 4.2. Risoluzione di equazioni basate sulle leggi di Ohm e Kirchhoff per processi transitori
§ 4.3. Commutazione in circuiti con elementi resistivi e induttivi
§ 4.4. Commutazione in circuiti con elementi resistivi e capacitivi
§ 4.5. Commutazione in circuiti con collegamento in serie di elementi resistivi, induttivi e capacitivi

Sezione due. Circuiti non lineari

Capitolo 5. Circuiti elettrici con reti resistive a due terminali non lineari
§ 5.1. Caratteristiche e circuiti equivalenti delle reti resistive non lineari a due terminali
§ 5.2. Nozioni di base sui circuiti di calcolo contenenti reti a due terminali lineari e non lineari

Capitolo 6. Circuiti elettrici con quadripoli non lineari
§6.1. Caratteristiche dei quadripoli resistivi non lineari
§ 6.2. Corrente elettrica continua in un circuito con una rete resistiva a quattro terminali non lineare
§ 6.3. Corrente elettrica alternata in un circuito con una rete resistiva a quattro terminali non lineare
§ 6.4. Circuito equivalente di una rete non lineare a quattro terminali per la componente di corrente alternata nel circuito

Capitolo 7. Circuiti magnetici
§ 7.1. Materiali ferromagnetici e loro caratteristiche
§ 7.2. Circuito magnetico a ppm s costanti
§ 7.3. Circuito magnetico a m.f.s variabile Corrente sinusoidale equivalente
§ 7.4. Circuito magnetico a ppm s costante e variabile
§ 7.5. Permeabilità magnetica complessa e induttanza complessa

Parte 2. Dispositivi elettromagnetici, elettronici ed elettromeccanici

Sezione tre. Convertitori elettromagnetici

Capitolo 8. Trasformatori
§ 8.1. Design e parametri principali
§ 8.2. Equazioni di base di un trasformatore monofase
§ 8.3. Circuito equivalente del trasformatore
§ 8.4. Determinazione dei parametri del circuito equivalente del trasformatore. Costruzione di un diagramma vettoriale
§ 8.5. Caratteristiche esterne e rendimento del trasformatore
§ 8.6. Trasformatori trifase
§ 8.7. Trasformatori di strumenti
§ 8.8. Autotrasformatori
§ 8.9. Trasformatori per impianti elettrotermici

Capitolo 9. Trasduttori magnetici
§ 9.1. Amplificatori magnetici. Feedback negli amplificatori
§ 9.2. Stabilizzatori ferromagnetici e ferrorisonanza
§ 9.3. Moltiplicatori di frequenza ferromagnetici

Sezione quattro. Convertitori elettronici

Capitolo 10. Convertitori con reti non lineari a due terminali
§ 10.1. Stabilizzatori parametrici Tensione CC e corrente
§ 10.2. Raddrizzatori. Concetti di base
§ 10.3. Circuiti di rettifica
§ 10.4. Funzionamento del raddrizzatore su una sorgente di contatore EMF
§ 10.5. Funzionamento del raddrizzatore per carico capacitivo
§ 10.6. Livellamento della tensione raddrizzato
§ 10.7. Circuiti raddrizzatori moltiplicatori di tensione
§ 10.8. Raddrizzatori controllati

Capitolo 11. Convertitori con reti non lineari a quattro terminali
§ 11.1. Amplificatori. Disposizioni fondamentali
§ 11.2. I circuiti amplificatori di tensione più semplici
§ 11.3. Collegamento in cascata degli amplificatori
§ 11.4. Feedback negli amplificatori
§ 11.5. Amplificatori di potenza
§ 11.6. Interruttori a transistor. Trigger

Capitolo 12. Generatori elettronici
§ 12.1. Concetti di base
§ 12.2. Generatori di onde sinusoidali
§ 12.3. Multivibratori

Capitolo 13. Fondamenti di microelettronica
§ 13.1. Circuiti integrati
§ 13.2. Amplificatori operazionali
§ 13.3. Elementi logici
§ 13.4. Circuiti combinati
§ 13.5. Circuiti sequenziali

Sezione cinque. Misure e strumenti elettrici

Capitolo 14. Domande generali misurazioni elettriche
§ 14.1. Concetti e definizioni di base
§ 14.2. Caratteristiche e parametri degli strumenti di misura
§ 14.3. Immagini grafiche convenzionali dei dispositivi
§ 14.4. Leggenda, applicato alla scala degli strumenti di misura

Capitolo 5. Dispositivi di misurazione elettrici
§ 15.1. Misure
§ 15.2. Elettromeccanico trasduttori di misura
§ 15.3. Trasduttori di misura elettrici
§ 15.4. Dispositivi di lettura e registrazione

Capitolo 16. Metodi di misurazione
§ 16.1. Misurazione della corrente
§ 16.2. Misurazione della tensione
§ 16.3. Misurazione della potenza e dell'energia
§ 16.4. Misure del fattore di potenza e dello sfasamento
§ 16.5. Misurazione della frequenza della tensione CA
§ 16.6. Metodi diretti per la misura della resistenza ohmica
§ 16.7. Confronto tra metodi di misurazione
§ 16.8. Metodo di risonanza per misurare i parametri di bobine e condensatori induttivi
§ 16.9. Strumenti per la misura e la registrazione di magnitudini variabili nel tempo
§ 16.10. Misuratori digitali

Sezione sei. Macchine elettriche

Capitolo 17. Macchine elettriche CC
§ 17.1. Progettazione di macchine elettriche in corrente continua
§ 17.2. Equazioni fondamentali e circuito equivalente
§ 17.3. Generatore DC ad eccitazione indipendente
§ 17.4. Generatore DC con eccitazione parallela e mista
§ 17.5. Motori DC con eccitazione parallela e mista
§ 17.6. Macchina DC come convertitore elettromeccanico

Capitolo 18. Macchine elettriche CA
§ 18.1. Classificazione
§ 18.2. Campo magnetico rotante
§ 18.3. Progettazione e principio di funzionamento delle macchine asincrone e sincrone
§ 18.4. Equazioni e circuiti equivalenti per una fase di una macchina asincrona. Equilibrio di potere
§ 18.5. Caratteristiche meccaniche di una macchina asincrona
§ 18.6. Equazioni e circuito equivalente di una fase di una macchina sincrona
§ 18.7. Caratteristiche della macchina sincrona
§ 18.8. Schemi di partenza per macchine sincrone
§ 18.9. Macchine elettriche in corrente alternata monofase bassa potenza
§ 18.10. Confronto tra macchine elettriche DC e AC

Applicazioni
Appendice 1. Designazioni di lettere e unità di quantità fondamentali nell'ingegneria elettrica
Appendice 2. Leggi fisiche e concetti fondamentali
Appendice 3. Concetti matematici utilizzati in ingegneria elettrica

Riferimenti
Indice degli argomenti

PREFAZIONE

L'ingegneria elettrica e i fondamenti dell'elettronica sono una delle prime discipline ingegneristiche studiate dagli studenti della maggior parte delle specialità universitarie.

I metodi di calcolo e di ricerca nell'ingegneria elettrica cambiano con lo sviluppo della scienza e della tecnologia. Alcuni metodi stanno diventando meno rilevanti, mentre altri, al contrario, lo stanno diventando sempre più valore più alto. Gli autori hanno cercato di riflettere questi cambiamenti nel libro di testo.

Il manuale di riferimento è un breve riassunto dei principi e dei principi di base dell'ingegneria elettrica ed elettronica. Il materiale del manuale corrisponde alla parte generale (sezioni uno e due) del programma in discipline elettriche per specialità non elettriche degli istituti di istruzione superiore, approvato dalla Direzione educativa e metodologica per istruzione superiore Ministero dell'Istruzione Superiore dell'URSS 13 luglio 1984

Il manuale è composto da due parti: “Circuiti elettrici e magnetici” e “Dispositivi elettromagnetici, elettronici ed elettromeccanici”. Nella prima parte vengono delineati i principi e i metodi di base dell'ingegneria elettrica necessari per costruire modelli matematici di dispositivi elettrici ed elettronici; viene effettuata la divisione in circuiti lineari e non lineari. La seconda parte esamina vari dispositivi che convertono correnti e tensioni, energia elettrica in energia meccanica o termica per la sua trasmissione o consumo, nonché segnali elettrici per la trasmissione e la conversione di informazioni. L'appendice presenta domande che dovrebbero essere note agli studenti dei corsi di fisica e matematica superiore.

Il manuale di riferimento è costruito sulla base di libri di testo. Tuttavia, alcune questioni sono presentate in modo diverso al fine di armonizzare meglio le varie sezioni e riflettere alcune nuove decisioni metodologiche. In contrasto con la presentazione tradizionale, il libro adotta un unico principio per la scelta delle direzioni condizionatamente positive e, d.s. e correnti, in cui le sorgenti hanno direzioni positive di corrente ed e. d.s. coincidono, ma nei ricevitori sono opposti. Sulle caratteristiche della frequenza, la frequenza è indicata su scala logaritmica, vengono forniti gli odogrammi di frequenza, ampiamente utilizzati nell'automazione. Si presta attenzione alla considerazione dei circuiti equivalenti e delle caratteristiche di frequenza delle bobine e dei condensatori induttivi reali. Poiché il teorema del generatore equivalente ha grande valore in elettronica, il concetto di oscillatore equivalente è chiamato principio. Si richiama l'attenzione sulla differenza tra sorgenti dipendenti e indipendenti nei circuiti equivalenti.

La presentazione dei quadripoli è data nella forma adottata quando si considerano i dispositivi elettronici. A causa dell'uso diffuso dei microprocessori in vari campi della scienza e della tecnologia, le questioni relative alla microelettronica sono evidenziate in un capitolo separato.

Alcuni termini che hanno significati diversi in ingegneria elettrica ed elettronica, ad esempio il concetto di “cascata”, vengono utilizzati in un’unica interpretazione.

Vettore quantità fisiche e le immagini delle funzioni scalari del tempo e degli operatori complessi sul piano complesso sono fornite in piena conformità con i libri di testo di matematica e fisica superiori, nonché con gli attuali standard di tutta l'Unione, e i diagrammi vettoriali sono forniti come illustrazioni visive di equazioni complesse.

Questo libro si basa su un sussidio didattico per il corso "Ingegneria elettrica e fondamenti di elettronica", pubblicato presso l'Istituto di tecnologia della chimica fine di Mosca. MV Lomonosov nel 1982 e nel 1983

Il lavoro sul manoscritto è stato svolto come segue: cap. 1, introduzione e appendici scritte da G. P. Lychkina, prefazione, cap. 2 - 6 - A. V. Netushil, cap. 7 - 9, 17, 18 - P.V. Ermuratsky, cap. 10-13 - A. A. Kosyakin e cap. 14-16-V. S. Listvin.

Nella preparazione del manoscritto gli autori sono stati molto aiutati dai commenti del Prof. Istituto di tecnologia chimica di Mosca dal nome. D. I. Mendeleev, dottore in ingegneria. Sciences G. G. Rekus sulla pubblicazione intrauniversitaria del manuale, nonché revisioni da parte del personale del Dipartimento di ingegneria elettrica teorica dell'Istituto di aviazione di Mosca. Sergo Ordzhonikidze (capo del dipartimento - Prof. S. P. Kolosov) e il prof. Istituto di acciaio e leghe di Mosca, Dr. Tech. Sciences A.E. Krasnopolsky, al quale gli autori esprimono la loro gratitudine.

I commenti sul libro possono essere inviati al seguente indirizzo: 101430, Mosca, GSP-4, Neglinnaya st., 29/14, casa editrice " Scuola di specializzazione».

Scarica il manuale di riferimento sui fondamenti di ingegneria elettrica ed elettronica: Libro di testo per specialità non elettrotecniche nelle università. Mosca, Casa editrice "Scuola superiore", 1986

Partiamo dal concetto di elettricità. La corrente elettrica è il movimento ordinato di particelle cariche sotto l'influenza di un campo elettrico. Le particelle possono essere elettroni liberi del metallo se la corrente scorre attraverso un filo metallico, oppure ioni se la corrente scorre in un gas o un liquido.
Esiste anche corrente nei semiconduttori, ma questo è un argomento di discussione separato. Un esempio è un trasformatore ad alta tensione di un forno a microonde: prima gli elettroni fluiscono attraverso i fili, quindi gli ioni si muovono tra i fili, rispettivamente, prima la corrente scorre attraverso il metallo e poi attraverso l'aria. Una sostanza è chiamata conduttore o semiconduttore se contiene particelle che possono trasportare una carica elettrica. Se non esistono tali particelle, tale sostanza è chiamata dielettrico e non conduce elettricità; Le particelle cariche trasportano una carica elettrica, che viene misurata come q in coulomb.

L'unità di misura della corrente si chiama Ampere ed è indicata con la lettera I, passando per un punto si genera una corrente di 1 Ampere circuito elettrico una carica di 1 Coulomb al secondo, cioè, grosso modo, la forza attuale è misurata in coulomb al secondo. E in sostanza, l'intensità della corrente è la quantità di elettricità che scorre nell'unità di tempo attraverso la sezione trasversale di un conduttore. Più particelle cariche corrono lungo il filo, maggiore è la corrente.

Per far sì che le particelle cariche si spostino da un polo all'altro è necessario creare una differenza di potenziale o – Tensione – tra i poli. La tensione si misura in volt ed è indicata con la lettera V o U. Per ottenere una tensione di 1 Volt è necessario trasferire tra i poli una carica di 1 C, mentre facendo 1 J di lavoro sono d'accordo, è un po' poco chiaro .

Per chiarezza, immagina un serbatoio dell'acqua situato a una certa altezza. Dal serbatoio esce un tubo. L'acqua scorre attraverso il tubo sotto l'influenza della gravità. Sia l'acqua una carica elettrica, l'altezza della colonna d'acqua la tensione e la velocità del flusso dell'acqua la corrente elettrica. Più precisamente, non la portata, ma la quantità di acqua che fuoriesce al secondo. Comprendi che quanto più alto è il livello dell'acqua, maggiore sarà la pressione sottostante. E quanto maggiore è la pressione sottostante, tanto più acqua scorrerà attraverso il tubo perché la velocità sarà maggiore.. Allo stesso modo, maggiore è la tensione, maggiore sarà la pressione. corrente più elevata scorrerà nel circuito.

La relazione tra tutte e tre le quantità considerate in un circuito a corrente continua è determinata dalla legge di Ohm, espressa da questa formula, e sembra che l'intensità della corrente nel circuito sia direttamente proporzionale alla tensione e inversamente proporzionale alla resistenza. Maggiore è la resistenza, minore è la corrente e viceversa.

Aggiungerò qualche altra parola sulla resistenza. Può essere misurato o contato. Supponiamo di avere un conduttore di lunghezza e area note sezione trasversale. Quadrato, rotondo, non importa. Sostanze diverse hanno caratteristiche diverse resistività, e per il nostro conduttore immaginario esiste questa formula che determina la relazione tra lunghezza, area della sezione trasversale e resistività. La resistività delle sostanze può essere trovata su Internet sotto forma di tabelle.

Ancora una volta possiamo tracciare un'analogia con l'acqua: l'acqua scorre attraverso un tubo, lascia che il tubo abbia una rugosità specifica. È logico presumere che più lungo e stretto è il tubo, minore sarà il flusso di acqua nell'unità di tempo. Vedi com'è semplice? Non è nemmeno necessario memorizzare la formula, immagina solo una pipa con acqua.

Per quanto riguarda la misurazione della resistenza, è necessario un dispositivo, un ohmmetro. Al giorno d'oggi, gli strumenti universali sono più popolari: i multimetri misurano resistenza, corrente, tensione e molte altre cose. Facciamo un esperimento. Prenderò un pezzo di filo di nicromo di lunghezza e sezione trasversale note, troverò la resistività sul sito web dove l'ho acquistato e calcolerò la resistenza. Ora misurerò lo stesso pezzo utilizzando il dispositivo. Per una resistenza così piccola dovrò sottrarre la resistenza delle sonde del mio dispositivo, che è di 0,8 ohm. Proprio così!

La scala del multimetro è divisa in base all'entità delle grandezze misurate; questo per una maggiore precisione di misura. Se voglio misurare un resistore con un valore nominale di 100 kOhm, imposto la maniglia sulla resistenza più vicina più grande. Nel mio caso sono 200 kilo-ohm. Se voglio misurare 1 kilo-ohm, utilizzo 2 ohm. Questo è vero per misurare altre quantità. Cioè, la scala mostra i limiti della misurazione in cui devi rientrare.

Continuiamo a divertirci con il multimetro e proviamo a misurare il resto delle quantità che abbiamo imparato. Prenderò diverse fonti DC diverse. Lascia che sia un alimentatore da 12 volt, una porta USB e un trasformatore che mio nonno ha realizzato in gioventù.

Possiamo misurare subito la tensione su queste sorgenti collegando un voltmetro in parallelo, cioè direttamente al più e al meno delle sorgenti. Tutto è chiaro con la tensione; può essere presa e misurata. Ma per misurare l'intensità della corrente, è necessario creare un circuito elettrico attraverso il quale scorrerà la corrente. Deve esserci un consumatore o un carico nel circuito elettrico. Colleghiamo un consumatore a ciascuna fonte. Al pezzo Striscia LED, motore e resistenza (160 ohm).

Misuriamo la corrente che scorre nei circuiti. Per fare ciò, passo il multimetro alla modalità di misurazione della corrente e accendo la sonda sull'ingresso di corrente. L'amperometro è collegato in serie all'oggetto da misurare. Ecco lo schema, va anche ricordato e non confuso con il collegamento di un voltmetro. A proposito, esistono pinze amperometriche. Permettono di misurare la corrente in un circuito senza collegarsi direttamente al circuito. Cioè, non è necessario scollegare i fili, basta metterli sul filo e misurano. Ok, torniamo al nostro solito amperometro.

Quindi ho misurato tutte le correnti. Ora sappiamo quanta corrente viene consumata in ciascun circuito. Qui abbiamo i LED accesi, qui il motore gira e qui…. Quindi stai lì, cosa fa un resistore? Non ci canta canzoni, non illumina la stanza e non fa girare nessun meccanismo. Allora in cosa spende tutti i 90 milliampere? Questo non funzionerà, scopriamolo. Ascoltare! Aw, è sexy! Quindi è qui che viene spesa l'energia! È possibile calcolare in qualche modo che tipo di energia c'è qui? Si scopre che è possibile. Legge che descrive l'azione termica corrente elettrica fu scoperto nel XIX secolo da due scienziati, James Joule ed Emilius Lenz.

La legge fu chiamata legge di Joule-Lenz. È espresso da questa formula e mostra numericamente quanti joule di energia vengono rilasciati in un conduttore in cui scorre corrente per unità di tempo. Da questa legge si ricava la potenza che si sprigiona su questo conduttore, si denota la potenza Lettera inglese R ed è misurato in watt. Ho trovato questa tavoletta davvero interessante che collega tutte le quantità che abbiamo studiato finora.

Così, sul mio tavolo, l'energia elettrica viene utilizzata per l'illuminazione, per eseguire lavori meccanici e per riscaldare l'aria circostante. A proposito, è su questo principio che funzionano vari riscaldatori, bollitori elettrici, asciugacapelli, saldatori, ecc. Ovunque c'è una sottile spirale che si riscalda sotto l'influenza della corrente.

Questo punto dovrebbe essere preso in considerazione quando si collegano i cavi al carico, ovvero in questo concetto è inclusa anche la posa dei cavi alle prese in tutto l'appartamento. Se si prende un cavo troppo sottile per collegarsi a una presa e si collega un computer, un bollitore e un forno a microonde a questa presa, il cavo potrebbe surriscaldarsi e provocare un incendio. Pertanto, esiste un segno che collega l'area della sezione trasversale dei fili con la potenza massima che scorrerà attraverso questi fili. Se decidi di tirare i fili, non dimenticartene.

Inoltre, nell'ambito di questo numero, vorrei ricordare le caratteristiche delle connessioni parallele e in serie degli attuali consumatori. A connessione seriale l'intensità della corrente è la stessa su tutti i consumatori, la tensione è divisa in parti e la resistenza totale dei consumatori è la somma di tutte le resistenze. A collegamento in parallelo la tensione su tutti i consumatori è la stessa, l'intensità della corrente è divisa e la resistenza totale viene calcolata utilizzando questa formula.

Ciò fa emergere un punto molto interessante che può essere utilizzato per misurare la forza attuale. Diciamo che devi misurare la corrente in un circuito di circa 2 ampere. Un amperometro non può far fronte a questo compito, quindi puoi utilizzare la legge di Ohm forma pura. Sappiamo che la forza attuale è la stessa in una connessione in serie. Prendiamo un resistore con una resistenza molto piccola e inseriamolo in serie al carico. Misuriamo la tensione su di esso. Ora, utilizzando la legge di Ohm, troviamo la forza attuale. Come puoi vedere, coincide con il calcolo del nastro. La cosa principale da ricordare qui è che questo resistore aggiuntivo dovrebbe avere la resistenza più bassa possibile per avere un impatto minimo sulle misurazioni.

Ce n'è un altro molto punto importante, di cui devi essere a conoscenza. Tutte le sorgenti hanno una corrente di uscita massima; se questa corrente viene superata, la sorgente può surriscaldarsi, guastarsi e, nel peggiore dei casi, persino prendere fuoco. Il risultato più favorevole si ha quando la sorgente è dotata di protezione da sovracorrente, nel qual caso spegnerà semplicemente la corrente. Come ricordiamo dalla legge di Ohm, minore è la resistenza, maggiore è la corrente. Cioè, se prendi un pezzo di filo come carico, cioè chiudi la sorgente su se stessa, la forza attuale nel circuito salterà a valori enormi, questo si chiama cortocircuito. Se ricordi l'inizio della questione, puoi tracciare un'analogia con l'acqua. Se sostituiamo la resistenza zero nella legge di Ohm, otteniamo una corrente infinitamente grande. In pratica questo ovviamente non accade perché la sorgente ha una resistenza interna collegata in serie. Questa legge è chiamata legge di Ohm per un circuito completo. Così la corrente cortocircuito dipende dal valore della resistenza interna della sorgente.

Torniamo ora alla corrente massima che la sorgente può produrre. Come ho già detto, la corrente nel circuito è determinata dal carico. Molte persone mi hanno scritto su VK e mi hanno fatto qualcosa come questa domanda, esagererò leggermente: Sanya, ho un alimentatore da 12 volt e 50 ampere. Se collego un piccolo pezzo di striscia LED ad esso, si brucerà? No, ovviamente non brucerà. 50 ampere è la corrente massima che la sorgente può produrre. Se ci colleghi un pezzo di nastro adesivo, ne prenderà ben, diciamo 100 milliampere, e basta. La corrente nel circuito sarà di 100 milliampere e nessuno brucerà da nessuna parte. Un'altra cosa è che se prendi un chilometro di striscia LED e lo colleghi a questo alimentatore, la corrente sarà superiore a quella consentita e molto probabilmente l'alimentatore si surriscalderà e si guasterà. Ricorda, è il consumatore che determina la quantità di corrente nel circuito. Questa unità può emettere un massimo di 2 amp e quando la metto in cortocircuito al bullone, al bullone non succede nulla. Ma all'alimentatore non piace, funziona condizioni estreme. Ma se prendi una fonte in grado di fornire decine di ampere, questa situazione non piacerà al bullone.

Ad esempio, calcoliamo l'alimentatore necessario per alimentare un tratto noto di striscia LED. Quindi, abbiamo acquistato una bobina di striscia LED dai cinesi e vogliamo alimentare tre metri proprio con questa striscia. Per prima cosa andiamo alla pagina del prodotto e proviamo a scoprire quanti watt consuma un metro di nastro. Non sono riuscito a trovare queste informazioni, quindi c'è questo segno. Vediamo che tipo di nastro abbiamo. Diodi 5050, 60 pezzi al metro. E vediamo che la potenza è di 14 watt al metro. Voglio 3 metri, il che significa che la potenza sarà di 42 watt. Si consiglia di prendere un alimentatore con una riserva di carica del 30% in modo che non funzioni in modalità critica. Di conseguenza, otteniamo 55 watt. L'alimentatore più adatto sarà di 60 watt. Dalla formula di potenza esprimiamo la forza attuale e la troviamo, sapendo che i LED funzionano con una tensione di 12 volt. Si scopre che abbiamo bisogno di un'unità con una corrente di 5 ampere. Ad esempio, andiamo da Ali, lo troviamo, lo compriamo.

È molto importante conoscere il consumo attuale quando si realizzano prodotti USB fatti in casa. La corrente massima prelevabile dall'USB è di 500 milliAmpere, ed è meglio non superarla.

E infine, una breve parola sulle precauzioni di sicurezza. Qui puoi vedere a quali valori l'elettricità è considerata innocua per la vita umana.

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