ÎN viata de zi cu zi Avem de-a face cu electricitate tot timpul. Fără deplasarea particulelor încărcate, funcționarea instrumentelor și dispozitivelor pe care le folosim este imposibilă. Și pentru a vă bucura pe deplin de aceste realizări ale civilizației și pentru a le asigura serviciul pe termen lung, trebuie să cunoașteți și să înțelegeți principiul de funcționare.

Inginerie electrică răspunde la întrebări legate de producerea și utilizarea energiei curente în scopuri practice. Cu toate acestea, nu este deloc ușor să descriem într-un limbaj accesibil lumea invizibilă pentru noi, unde domnește curentul și tensiunea. De aceea beneficiile sunt în căutare constantă„Electricitate pentru manechini” sau „Inginerie electrică pentru începători”.

Ce studiază această știință misterioasă, ce cunoștințe și abilități pot fi obținute ca urmare a stăpânirii ei?

Descrierea disciplinei „Fundamente teoretice ale ingineriei electrice”

În registrele studenților care primesc specialități tehnice, puteți vedea misterioasa abreviere „TOE”. Aceasta este exact știința de care avem nevoie.

Data nașterii ingineriei electrice poate fi considerată perioada începutul XIX secole când prima sursă a fost inventată DC . Fizica a devenit mama ramurii „nou-născute” a cunoașterii. Descoperirile ulterioare în domeniul electricității și magnetismului au îmbogățit această știință cu fapte și concepte noi de mare importanță practică.

Mina aspect modern, ca industrie independentă, a preluat la sfârșitul secolului al XIX-lea, iar de atunci incluse în curriculumul universităților tehniceși interacționează activ cu alte discipline. Astfel, pentru a studia cu succes ingineria electrică, trebuie să ai cunoștințe teoretice de la un curs școlar de fizică, chimie și matematică. La rândul lor, discipline atât de importante precum:

• electronice și electronice radio;
• electromecanică;
• energie, ingineria luminii etc.

Accentul central al ingineriei electrice este, desigur, curentul și caracteristicile sale. În continuare, teoria vorbește despre câmpurile electromagnetice, proprietățile lor și aplicațiile practice. Partea finală a disciplinei evidențiază dispozitivele în care funcționează electronica energetică. Oricine a stăpânit această știință va înțelege multe despre lumea din jurul său.

Care este importanța ingineriei electrice astăzi? Lucrătorii electrici nu se pot lipsi de cunoștințele acestei discipline:

• electrician;
• la montator;
• energie.

Omniprezența electricității face ca studiul acesteia să fie necesar pentru omul de rând pentru a fi o persoană alfabetizată și a-și putea aplica cunoștințele în viața de zi cu zi.

Este greu să înțelegi ceea ce nu poți vedea și „atinge”. Majoritatea manualelor de electricitate sunt pline de termeni obscuri și diagrame greoaie. Prin urmare, bunele intenții ale începătorilor de a studia această știință rămân adesea doar planuri.

De fapt, ingineria electrică este o știință foarte interesantă, iar principiile de bază ale electricității pot fi prezentate într-un limbaj accesibil pentru manechin. Dacă abordați procesul educațional în mod creativ și cu diligență, multe vor deveni de înțeles și interesante. Iată câteva sfaturi utile pentru a învăța electricitatea pentru manechini.

Călătorie în lumea electronilor trebuie să începi prin a studia fundamentele teoretice- concepte și legi. Cumpărați un manual de instruire, de exemplu, „Inginerie electrică pentru manechin”, care va fi scris într-o limbă pe care o puteți înțelege sau mai multe astfel de manuale. Disponibilitate exemple ilustrative iar faptele istorice vor diversifica procesul de învățare și vor ajuta la o mai bună asimilare a cunoștințelor. Vă puteți verifica progresul folosind diverse teste, teme și întrebări de examen. Reveniți din nou la acele paragrafe în care ați făcut greșeli la verificare.

Dacă sunteți sigur că ați studiat pe deplin secțiunea fizică a disciplinei, puteți trece la un material mai complex - descriere scheme electriceși dispozitive.

Te simți suficient de „conștient” în teorie? A sosit momentul să dezvoltăm abilități practice. Materialele pentru crearea de circuite și mecanisme simple pot fi găsite cu ușurință în magazinele de produse electrice și de uz casnic. Cu toate acestea, nu te grăbi să începi să modelezi imediat- învață mai întâi secțiunea „siguranță electrică” pentru a nu vă dăuna sănătății.

Pentru a obține beneficii practice de pe urma noilor cunoștințe, încercați să reparați un stricat aparate electrocasnice. Asigurați-vă că studiați cerințele de funcționare, urmați instrucțiunile sau invitați un electrician cu experiență să lucreze cu dvs. Momentul pentru experimentare nu a venit încă, iar electricitatea nu trebuie să fie bătută.

Încearcă, nu te grăbi, fii curios și harnic, studiază toate materialele disponibile și apoi de la „calul întunecat” curentul electric se va transforma într-un prieten bun și credincios Pentru dumneavoastră. Și s-ar putea chiar să poți face o descoperire electrică majoră și să devii bogat și faimos peste noapte.

Ghid de referințăîn inginerie electrică și fundamente ale electronicii:
Manual pentru specialitățile non-electrice la universități

Editat de prof. A. V. Netushila

Aprobat de Ministerul Învățământului Superior și Secundar Special al URSS ca ajutor didactic pentru studenții de specialități neelectrotehnice din universități

FACULTATE

Recenzători: departamentul" Inginerie electrică teoretică» Institutul de Aviație din Moscova numit după. Sergo Ordzhonikidze (șeful departamentului - prof. S. P. Kolosov); Dr. Tech. științe, prof. A. E. Krasno-polsky (Institutul de oțel și aliaje din Moscova).

Manualul constă din două părți: circuite electrice și magnetice; electromagnetice, electronice și dispozitive electromecanice. Prima parte acoperă principiile și metodele de bază în inginerie electrică și electronică; în a doua parte - dispozitive electrice și electronice care convertesc curenții și tensiunile, energie electricaîn mecanică sau termică.

Ghid de referință pentru inginerie electrică și elemente fundamentale ale electronicii: Manual pentru ingineri non-electrici. specialist. universități / P. V. Ermuratsky, A. A. Kosyakin, V. S. Listvin și alții; Ed. A. V. Netushila. M.: Mai sus. scoala, 1986.-248 p.: ill. 55 k.

Prefaţă
Introducere

Partea 1. Circuite electrice și magnetice

Secțiunea unu. Circuite liniare

Capitolul 1. Circuite liniare DC
§ 1.1. Caracteristicile și circuitele echivalente ale surselor și receptoarelor (consumatorilor) de energie electrică
§ 1.2. Legile lui Kirchhoff pentru un circuit liniar
§ 1.3. Metode de curenți de buclă, potențiale nodale, mărimi proporționale
§ 1.4. Principii de suprapunere, compensare, reciprocitate
§ 1.5. Rețele cu două terminale. Principiul generatorului echivalent. Ecuații și circuite echivalente
§ 1.6. Cvadrupoli. Ecuații și circuite echivalente

Capitolul 2. Circuite de curent sinusoidal monofazat
§ 2.1. Obținerea unui EMF care se modifică sinusoid în timp
§ 2.2. Descrierea matematică a unei funcții care variază sinusoid în timp (cea mai simplă funcție armonică)
§ 2.3. Curent sinusoidal în elemente rezistive, inductive și capacitive
§ 2.4. Legile lui Ohm și Kirchhoff pentru circuitele de curent sinusoidal liniare
§ 2.5. Conectarea elementelor active (rezistive) și reactive (inductive sau capacitive) ale unui circuit de curent sinusoidal
§ 2.6. Echivalenţa secvenţială şi circuite paraleleînlocuirea ramurilor unui circuit de curent alternativ la o frecvență fixă
§ 2.7. Aplicarea principiilor și metodelor de calcul a circuitelor liniare DC la circuite liniare curent sinusoidal
§ 2.8. Hodografe de frecvență și caracteristici ale circuitelor seriale și paralele care conectează elemente active (rezistive) cu elemente reactive (inductive sau capacitive)
§ 2.9. Putere într-un circuit de curent sinusoidal
§ 2.10. Rezonanța tensiunilor și a curenților
§ 2.11. Circuite echivalente de bobine și condensatoare inductive reale
§ 2.12. Capacitate complexă și complexă permisivitatea
§ 2.13. Calculul unui circuit ramificat de curent sinusoidal
§ 2.14. Căderea și pierderea de tensiune la transmiterea curentului sinusoidal
§ 2.15. Circuite cu inductanță reciprocă

Capitolul 3. Circuite trifazate
§ 3.1. Sistemul EMF trifazat și descrierea sa matematică
§ 3.2. Tipuri de conexiuni între surse și receptoare ale unui sistem trifazat
§ 3.3. Sistem cu patru fire pentru conectarea surselor și receptoarelor
§ 3.4. Sistem cu trei fire pentru conectarea surselor și receptoarelor
§ 3.5. Putere trifazata
§ 3.6. Împământare de protecțieși punerea la zero a sistemului trifazat

Capitolul 4. Procese tranzitorii în circuite electrice liniare
§ 4.1. Apariția proceselor tranzitorii în circuitele electrice
§ 4.2. Rezolvarea ecuațiilor bazate pe legile lui Ohm și Kirchhoff pentru procese tranzitorii
§ 4.3. Comutarea în circuite cu elemente rezistive și inductive
§ 4.4. Comutarea în circuite cu elemente rezistive și capacitive
§ 4.5. Comutarea în circuite cu conexiune în serie a elementelor rezistive, inductive și capacitive

Secțiunea a doua. Circuite neliniare

Capitolul 5. Circuite electrice cu rețele rezistive neliniare cu două terminale
§ 5.1. Caracteristicile și circuitele echivalente ale rețelelor rezistive neliniare cu două terminale
§ 5.2. Bazele calculului circuitelor care conțin rețele cu două terminale liniare și neliniare

Capitolul 6. Circuite electrice cu cvadripoli neliniari
§6.1. Caracteristicile cvadripolilor rezistivi neliniari
§ 6.2. Curentul electric continuu într-un circuit cu o rețea rezistivă neliniară cu patru terminale
§ 6.3. Curentul electric alternativ într-un circuit cu o rețea rezistivă neliniară cu patru terminale
§ 6.4. Circuit echivalent al unei rețele neliniare cu patru terminale pentru componenta de curent alternativ din circuit

Capitolul 7. Circuite magnetice
§ 7.1. Materiale ferromagnetice și caracteristicile lor
§ 7.2. Circuit magnetic la ppm s constantă
§ 7.3. Circuit magnetic la m.f.s variabil. Curent sinusoidal echivalent
§ 7.4. Circuit magnetic la ppm s constant și variabil
§ 7.5. Permeabilitate magnetică complexă și inductanță complexă

Partea 2. Dispozitive electromagnetice, electronice și electromecanice

Secțiunea a treia. Convertoare electromagnetice

Capitolul 8. Transformatoare
§ 8.1. Proiectare și parametri principali
§ 8.2. Ecuații de bază ale unui transformator monofazat
§ 8.3. Circuit echivalent al transformatorului
§ 8.4. Determinarea parametrilor circuitului echivalent al transformatorului. Construirea unei diagrame vectoriale
§ 8.5. Caracteristicile externe și randamentul transformatorului
§ 8.6. Transformatoare trifazate
§ 8.7. Transformatoare de instrumente
§ 8.8. Autotransformatoare
§ 8.9. Transformatoare pentru instalatii electrotermale

Capitolul 9. Traductoare magnetice
§ 9.1. Amplificatoare magnetice. Feedbackîn amplificatoare
§ 9.2. Stabilizatori feromagnetici si ferorezonanti
§ 9.3. Multiplicatori de frecvență ferromagnetică

Secțiunea a patra. Convertoare electronice

Capitolul 10. Convertoare cu rețele neliniare cu două terminale
§ 10.1. Stabilizatori parametrici tensiune DCși curent
§ 10.2. Redresoare. Concepte de bază
§ 10.3. Circuite de redresare
§ 10.4. Funcționarea unui redresor pe o sursă de contor EMF
§ 10.5. Funcționare redresor pentru sarcină capacitivă
§ 10.6. Netezirea tensiunii redresate
§ 10.7. Circuite de redresare multiplicatoare de tensiune
§ 10.8. Redresoare controlate

Capitolul 11. Convertoare cu rețele neliniare cu patru terminale
§ 11.1. Amplificatoare. Dispoziții de bază
§ 11.2. Cele mai simple circuite amplificatoare de tensiune
§ 11.3. Conectarea în cascadă a amplificatoarelor
§ 11.4. Feedback în amplificatoare
§ 11.5. Amplificatoare de putere
§ 11.6. Comutatoare cu tranzistori. Declanșatoare

Capitolul 12. Generatoare electronice
§ 12.1. Concepte de bază
§ 12.2. Generatoare de unde sinusoidale
§ 12.3. Multivibratoare

Capitolul 13. Fundamentele microelectronicii
§ 13.1. Circuite integrate
§ 13.2. Amplificatoare operaționale
§ 13.3. Elemente logice
§ 13.4. Circuite combinate
§ 13.5. Circuite secvenţiale

Secțiunea cinci. Măsurători și instrumente electrice

Capitolul 14. Întrebări generale măsurători electrice
§ 14.1. Concepte de bază și definiții
§ 14.2. Caracteristicile și parametrii instrumentelor de măsură
§ 14.3. Imagini grafice convenționale ale dispozitivelor
§ 14.4. Legendă, aplicat la scara instrumentelor de masura

Capitolul 5. Aparate electrice de masura
§ 15.1. Măsuri
§ 15.2. Electromecanic traductoare de măsurare
§ 15.3. Traductoare electrice de măsurare
§ 15.4. Dispozitive de citire și înregistrare

Capitolul 16. Metode de măsurare
§ 16.1. Măsurarea curentului
§ 16.2. Măsurarea tensiunii
§ 16.3. Măsurarea puterii și a energiei
§ 16.4. Măsurători de factor de putere și defazare
§ 16.5. Măsurarea frecvenței tensiunii AC
§ 16.6. Metode directe de măsurare a rezistenței ohmice
§ 16.7. Compararea metodelor de măsurare
§ 16.8. Metoda de rezonanță pentru măsurarea parametrilor bobinelor inductive și condensatoarelor
§ 16.9. Instrumente pentru măsurarea și înregistrarea mărimii variabile în timp
§ 16.10. Contoare digitale

Secțiunea șase. Mașini electrice

Capitolul 17. Mașini electrice DC
§ 17.1. Proiectarea mașinilor electrice DC
§ 17.2. Ecuații de bază și circuit echivalent
§ 17.3. Generator de curent continuu excitat independent
§ 17.4. Generator de curent continuu cu excitație paralelă și mixtă
§ 17.5. Motoare de curent continuu cu excitație paralelă și mixtă
§ 17.6. Mașină de curent continuu ca convertor electromecanic

Capitolul 18. Mașini electrice de curent alternativ
§ 18.1. Clasificare
§ 18.2. Câmp magnetic rotativ
§ 18.3. Proiectarea și principiul de funcționare a mașinilor asincrone și sincrone
§ 18.4. Ecuații și circuite echivalente pentru o fază a unei mașini asincrone. Balanța puterii
§ 18.5. Caracteristicile mecanice ale unei mașini asincrone
§ 18.6. Ecuații și circuit echivalent al unei faze a unei mașini sincrone
§ 18.7. Caracteristicile mașinii sincrone
§ 18.8. Scheme de pornire pentru mașini sincrone
§ 18.9. Mașini electrice AC monofazate putere redusă
§ 18.10. Comparația mașinilor electrice DC și AC

Aplicații
Anexa 1. Denumiri de litere și unități de mărime de bază în electrotehnică
Anexa 2. Legi fizice și concepte de bază
Anexa 3. Concepte matematice utilizate în electrotehnică

Referințe
Index de subiect

PREFAŢĂ

Ingineria electrică și fundamentele electronicii este una dintre primele discipline de inginerie pe care studenții le studiază în majoritatea specialităților universitare.

Metodele de calcul și cercetare în inginerie electrică se schimbă odată cu dezvoltarea științei și tehnologiei. Unele metode devin din ce în ce mai puțin relevante, în timp ce altele, dimpotrivă, devin din ce în ce mai mult valoare mai mare. Autorii au căutat să reflecte aceste schimbări în manual.

Manualul de referință este un scurt rezumat al principiilor și principiilor de bază ale ingineriei electrice și electronice. Materialul manualului corespunde părții generale (secțiunile unu și doi) a programului la discipline electrice pentru specialitățile neelectrice a instituțiilor de învățământ superior, aprobat de Direcția Educațională și Metodologică pentru studii superioare Ministerul Învățământului Superior al URSS 13 iulie 1984

Manualul constă din două părți: „Circuite electrice și magnetice” și „Dispozitive electromagnetice, electronice și electromecanice”. Prima parte prezintă principiile și metodele de bază ale ingineriei electrice necesare pentru construirea modelelor matematice ale dispozitivelor electrice și electronice; se realizează împărțirea în circuite liniare și neliniare. A doua parte examinează diverse dispozitive care convertesc curenți și tensiuni, energia electrică în energie mecanică sau termică pentru transmiterea sau consumul acesteia, precum și semnalele electrice pentru transmiterea și convertirea informațiilor. Anexa stabilește întrebări care ar trebui să fie cunoscute de studenții de la cursurile de fizică și de matematică.

Manualul de referință este construit pe baza manualelor. Cu toate acestea, o serie de probleme sunt prezentate diferit pentru a armoniza mai bine diferitele secțiuni și pentru a reflecta unele noi decizii metodologice. Spre deosebire de prezentarea tradițională, cartea adoptă un singur principiu pentru alegerea direcțiilor condiționat pozitive e, d.s. și curenți, în care sursele au direcții pozitive de curent și e. d.s. coincid, dar la receptori sunt opuse. Pe caracteristicile frecvenței, frecvența este dată pe o scară logaritmică, sunt date hodografe de frecvență, utilizate pe scară largă în automatizare. Se acordă atenție luării în considerare a circuitelor echivalente și a caracteristicilor de frecvență ale bobinelor și condensatoarelor inductive reale. Deoarece teorema generatorului echivalent are mare valoareîn electronică, conceptul de oscilator echivalent se numește principiu. Se atrage atenția asupra diferenței dintre sursele dependente și independente din circuitele echivalente.

Prezentarea cvadripolilor este dată în forma adoptată în considerarea dispozitivelor electronice. Datorită utilizării pe scară largă a microprocesoarelor în diverse domenii ale științei și tehnologiei, problemele microelectronicii sunt evidențiate într-un capitol separat.

Unii termeni care au semnificații diferite în inginerie electrică și electronică, de exemplu, conceptul de „cascadă”, sunt utilizați într-o singură interpretare.

Vector mărimi fizice iar imaginile funcțiilor scalare ale timpului și operatorilor complecși pe planul complex sunt date în deplină concordanță cu manualele de matematică și fizică superioară, precum și cu standardele actuale ale Uniunii, iar diagramele vectoriale sunt date ca ilustrații vizuale ale ecuațiilor complexe.

Această carte se bazează pe un material didactic pentru cursul „Inginerie electrică și fundamente ale electronicii”, publicat la Institutul de Tehnologie Chimică Fină din Moscova. M.V. Lomonosov în 1982 și 1983

Lucrările la manuscris s-au desfășurat astfel: Ch. 1, introducere și anexe scrise de G. P. Lychkina, prefață, cap. 2 - 6 - A. V. Netushil, cap. 7 - 9, 17, 18 - P.V. Ermuratsky, cap. 10-13 - A. A. Kosyakin și cap. 14-16 -V. S. Listvin.

În pregătirea manuscrisului, autorii au fost foarte ajutați de comentariile Prof. Institutul de Tehnologie Chimică din Moscova poartă numele. D. I. Mendeleev, doctor în inginerie. Științe G. G. Rekus privind publicarea intrauniversitară a manualului, precum și recenziile personalului Departamentului de Inginerie Electrică Teoretică a Institutului de Aviație din Moscova. Sergo Ordzhonikidze (șeful catedrei - prof. S.P. Kolosov) și prof. Institutul de Oțel și Aliaje din Moscova, Dr. Tech. Științe A.E. Krasnopolsky, căruia autorii își exprimă recunoștința.

Comentariile despre carte pot fi trimise la următoarea adresă: 101430, Moscova, GSP-4, strada Neglinnaya, 29/14, editura " facultate».

Descărcați manualul de referință despre elementele fundamentale ale ingineriei electrice și electronicii: Manual pentru specialitățile non-electrotehnice la universități. Moscova, Editura „Școala Superioară”, 1986

Să începem cu conceptul de electricitate. Curentul electric este mișcarea ordonată a particulelor încărcate sub influența unui câmp electric. Particulele pot fi electroni liberi ai metalului dacă curentul trece printr-un fir metalic sau ioni dacă curentul curge într-un gaz sau lichid.
Există și curent în semiconductori, dar acesta este un subiect separat de discuție. Un exemplu este un transformator de înaltă tensiune dintr-un cuptor cu microunde - mai întâi, electronii curg prin fire, apoi ionii se deplasează între fire, respectiv, mai întâi curentul curge prin metal și apoi prin aer. O substanță se numește conductor sau semiconductor dacă conține particule care pot transporta o sarcină electrică. Dacă nu există astfel de particule, atunci o astfel de substanță se numește dielectric, nu conduce electricitatea. Particulele încărcate poartă o sarcină electrică, care se măsoară ca q în coulombi.

Unitatea de măsură a curentului se numește Amperi și este desemnată cu litera I, se generează un curent de 1 Amperi la trecerea printr-un punct circuit electric o sarcină de 1 Coulomb pe secundă, adică, aproximativ vorbind, puterea curentului este măsurată în coulombi pe secundă. Și, în esență, puterea curentului este cantitatea de electricitate care curge pe unitatea de timp prin secțiunea transversală a unui conductor. Cu cât sunt mai multe particule încărcate de-a lungul firului, cu atât curentul este mai mare.

Pentru a face particulele încărcate să se miște de la un pol la altul, este necesar să se creeze o diferență de potențial sau – Tensiune – între poli. Tensiunea se măsoară în volți și este desemnată cu litera V sau U. Pentru a obține o tensiune de 1 Volt, trebuie să transferați o încărcare de 1 C între poli, în timp ce faceți 1 J de lucru. Sunt de acord, este puțin neclar .

Pentru claritate, imaginați-vă un rezervor de apă situat la o anumită înălțime. Din rezervor iese o țeavă. Apa curge prin conductă sub influența gravitației. Lăsați apa să fie o sarcină electrică, înălțimea coloanei de apă să fie tensiunea, iar viteza de curgere a apei să fie curent electric. Mai precis, nu debitul, ci cantitatea de apă care curge pe secundă. Înțelegeți că cu cât nivelul apei este mai mare, cu atât presiunea de dedesubt va fi mai mare Și cu cât presiunea dedesubt este mai mare, cu atât va curge mai multă apă prin țeavă, deoarece viteza va fi mai mare.. La fel, cu cât tensiunea este mai mare. curent mai mare va curge în circuit.

Relația dintre toate cele trei cantități considerate într-un circuit de curent continuu este determinată de legea lui Ohm, care este exprimată prin această formulă și se pare că puterea curentului din circuit este direct proporțională cu tensiunea și invers proporțională cu rezistența. Cu cât rezistența este mai mare, cu atât curentul este mai mic și invers.

Voi mai adăuga câteva cuvinte despre rezistență. Poate fi măsurat, sau poate fi numărat. Să presupunem că avem un conductor cu o lungime și o zonă cunoscute secţiune transversală. Pătrat, rotund, nu contează. Substanțe diferite au diferite rezistivitate, iar pentru conductorul nostru imaginar există această formulă care determină relația dintre lungime, aria secțiunii transversale și rezistivitate. Rezistivitatea substanțelor poate fi găsită pe Internet sub formă de tabele.

Din nou, putem face o analogie cu apa: apa curge printr-o conductă, lăsați conducta să aibă o rugozitate specifică. Este logic să presupunem că, cu cât conducta este mai lungă și mai îngustă, cu atât mai puțină apă va curge prin ea pe unitatea de timp. Vezi cât de simplu este? Nici măcar nu trebuie să memorezi formula, doar imaginează-ți o țeavă cu apă.

În ceea ce privește măsurarea rezistenței, aveți nevoie de un dispozitiv, un ohmmetru. În zilele noastre, instrumentele universale sunt mai populare - multimetrele măsoară rezistența, curentul, tensiunea și o grămadă de alte lucruri. Să facem un experiment. Voi lua o bucată de sârmă nicrom de lungime și zonă de secțiune transversală cunoscute, voi găsi rezistivitatea pe site-ul de unde am cumpărat-o și voi calcula rezistența. Acum voi măsura aceeași piesă folosind aparatul. Pentru o rezistență atât de mică, va trebui să scad rezistența sondelor dispozitivului meu, care este de 0,8 ohmi. Exact așa!

Scala multimetrului este împărțită în funcție de dimensiunea cantităților măsurate; Dacă vreau să măsoare un rezistor cu o valoare nominală de 100 kOhm, pun mânerul la rezistența mai mare cea mai apropiată. În cazul meu este de 200 kilo-ohmi. Dacă vreau să măsoare 1 kilo-ohm, folosesc 2 ohmi. Acest lucru este valabil pentru măsurarea altor cantități. Adică, scara arată limitele măsurătorii în care trebuie să cazi.

Să continuăm să ne distrăm cu multimetrul și să încercăm să măsurăm restul cantităților pe care le-am învățat. Voi lua mai multe surse DC diferite. Să fie o sursă de alimentare de 12 volți, un port USB și un transformator pe care l-a făcut bunicul meu în tinerețe.

Putem măsura tensiunea pe aceste surse chiar acum conectând un voltmetru în paralel, adică direct la plusul și minusul surselor. Totul este clar cu tensiunea poate fi luată și măsurată. Dar pentru a măsura puterea curentului, trebuie să creați un circuit electric prin care va curge curentul. Trebuie să existe un consumator sau o sarcină în circuitul electric. Să conectăm un consumator la fiecare sursă. O bucată Banda LED, motor și rezistență (160 ohmi).

Să măsurăm curentul care curge în circuite. Pentru a face acest lucru, trec multimetrul în modul de măsurare a curentului și comut sonda la intrarea curentă. Ampermetrul este conectat în serie la obiectul măsurat. Iată diagrama, ar trebui de asemenea reținută și a nu fi confundată cu conectarea unui voltmetru. Apropo, există așa ceva ca clemele de curent. Acestea vă permit să măsurați curentul într-un circuit fără a vă conecta direct la circuit. Adică nu trebuie să deconectați firele, ci doar le aruncați pe fir și măsoară. Bine, să revenim la ampermetrul nostru obișnuit.

Așa că am măsurat toți curenții. Acum știm cât de mult curent este consumat în fiecare circuit. Aici avem LED-uri strălucitoare, aici motorul se rotește și aici... Deci stai acolo, ce face un rezistor? Nu ne cântă melodii, nu luminează camera și nu întoarce niciun mecanism. Deci, pe ce cheltuiește toți cei 90 de miliamperi? Acest lucru nu va funcționa, hai să ne dăm seama. Asculta! Ah, e fierbinte! Deci aici este cheltuită energia! Este posibil să calculăm cumva ce fel de energie este aici? Se dovedește că este posibil. Legea care descrie acțiunea termică curent electric a fost descoperit în secolul al XIX-lea de doi oameni de știință, James Joule și Emilius Lenz.

Legea a fost numită legea lui Joule-Lenz. Este exprimată prin această formulă și arată numeric câți jouli de energie sunt eliberați într-un conductor în care curge curentul pe unitatea de timp. Din această lege puteți găsi puterea care este eliberată pe acest conductor, puterea se notează scrisoare engleză R și se măsoară în wați. Am găsit această tabletă foarte tare care conectează toate cantitățile pe care le-am studiat până acum.

Astfel, pe masa mea, energia electrică este folosită pentru iluminat, pentru efectuarea lucrărilor mecanice și pentru încălzirea aerului din jur. Apropo, pe acest principiu funcționează diverse încălzitoare, ceainice electrice, uscătoare de păr, fiare de lipit etc. Peste tot există o spirală subțire, care se încălzește sub influența curentului.

Acest punct ar trebui să fie luat în considerare atunci când conectați firele la sarcină, adică așezarea cablurilor la prize în întregul apartament este de asemenea inclusă în acest concept. Dacă luați un fir care este prea subțire pentru a se conecta la o priză și conectați un computer, un fierbător și un cuptor cu microunde la această priză, firul se poate încălzi și poate provoca un incendiu. Prin urmare, există un astfel de semn care conectează aria secțiunii transversale a firelor cu puterea maximă care va curge prin aceste fire. Dacă decideți să trageți fire, nu uitați de asta.

De asemenea, ca parte a acestui număr, aș dori să reamintesc caracteristicile conexiunilor în paralel și în serie ale consumatorilor actuali. La conexiune serială puterea curentului este aceeași la toți consumatorii, tensiunea este împărțită în părți, iar rezistența totală a consumatorilor este suma tuturor rezistențelor. La conexiune paralelă Tensiunea pe toți consumatorii este aceeași, puterea curentului este împărțită, iar rezistența totală este calculată folosind această formulă.

Acest lucru aduce în evidență un punct foarte interesant care poate fi folosit pentru a măsura puterea curentului. Să presupunem că trebuie să măsurați curentul într-un circuit de aproximativ 2 amperi. Un ampermetru nu poate face față acestei sarcini, așa că puteți folosi legea lui Ohm formă pură. Știm că puterea curentului este aceeași într-o conexiune în serie. Să luăm un rezistor cu o rezistență foarte mică și să îl introducem în serie cu sarcina. Să măsurăm tensiunea de pe el. Acum, folosind legea lui Ohm, găsim puterea curentă. După cum puteți vedea, coincide cu calculul benzii. Principalul lucru de reținut aici este că acest rezistor suplimentar ar trebui să aibă o rezistență cât mai scăzută pentru a avea un impact minim asupra măsurătorilor.

Mai este altul foarte punct important, despre care trebuie să știți. Toate sursele au un curent de ieșire maxim dacă acest curent este depășit, sursa se poate încălzi, se poate defecta și, în cel mai rău caz, poate lua foc. Rezultatul cel mai favorabil este atunci când sursa are protecție la supracurent, caz în care pur și simplu va opri curentul. După cum ne amintim din legea lui Ohm, cu cât rezistența este mai mică, cu atât curentul este mai mare. Adică, dacă luați o bucată de sârmă ca sarcină, adică închideți sursa pentru sine, atunci puterea curentului din circuit va sări la valori uriașe, acesta se numește scurtcircuit. Dacă vă amintiți începutul problemei, puteți face o analogie cu apa. Dacă înlocuim rezistența zero în legea lui Ohm, obținem un curent infinit de mare. În practică, desigur, acest lucru nu se întâmplă, deoarece sursa are o rezistență internă care este conectată în serie. Această lege se numește legea lui Ohm pentru un circuit complet. Astfel curentul scurt-circuit depinde de valoarea rezistenței interne a sursei.

Acum să revenim la curentul maxim pe care îl poate produce sursa. După cum am spus deja, curentul din circuit este determinat de sarcină. Mulți oameni mi-au scris pe VK și mi-au pus ceva ca această întrebare, o voi exagera puțin: Sanya, am o sursă de alimentare de 12 volți și 50 de amperi. Dacă conectez o bucată mică de bandă LED, se va arde? Nu, bineînțeles că nu va arde. 50 de amperi este curentul maxim pe care îl poate produce sursa. Dacă conectați o bucată de bandă la ea, își va lua bine, să spunem 100 de miliamperi, și asta este tot. Curentul din circuit va fi de 100 de miliamperi și nimeni nu va arde nicăieri. Un alt lucru este că, dacă luați un kilometru de bandă cu LED-uri și o conectați la această sursă de alimentare, atunci curentul de acolo va fi mai mare decât este permis, iar sursa de alimentare se va supraîncălzi și va eșua cel mai probabil. Amintiți-vă, consumatorul este cel care determină cantitatea de curent din circuit. Această unitate poate ieși maxim 2 amperi, iar când o scurtez la șurub, nu se întâmplă nimic cu șurubul. Dar sursei de alimentare nu-i place, funcționează conditii extreme. Dar dacă luați o sursă capabilă să furnizeze zeci de amperi, șurubul nu va plăcea această situație.

De exemplu, să calculăm sursa de alimentare care va fi necesară pentru a alimenta o secțiune cunoscută a benzii LED. Așadar, am cumpărat o bobină de bandă LED de la chinezi și vrem să alimentem trei metri din această bandă. Mai întâi, mergem la pagina produsului și încercăm să aflăm câți wați consumă un metru de bandă. Nu am putut găsi această informație, așa că există acest semn. Să vedem ce fel de bandă avem. Diode 5050, 60 bucăți pe metru. Și vedem că puterea este de 14 wați pe metru. Vreau 3 metri, ceea ce înseamnă că puterea va fi de 42 de wați. Este indicat să luați o sursă de alimentare cu o rezervă de putere de 30% pentru a nu funcționa în modul critic. Ca rezultat, obținem 55 de wați. Cea mai apropiată sursă de alimentare adecvată va fi de 60 de wați. Din formula de putere, exprimăm puterea curentului și o găsim, știind că LED-urile funcționează la o tensiune de 12 volți. Se pare că avem nevoie de o unitate cu un curent de 5 amperi. De exemplu, mergem la Ali, îl găsim, îl cumpărăm.

Este foarte important să cunoașteți consumul curent atunci când faceți orice produse de casă USB. Curentul maxim care poate fi luat de la USB este de 500 de miliamperi și este mai bine să nu-l depășiți.

Și, în sfârșit, un scurt cuvânt despre măsurile de siguranță. Aici puteți vedea la ce valori electricitatea este considerată inofensivă pentru viața umană.

Vă recomandăm să citiți

Cablu și fire

Marinada de roșii - în tot gustul ei!

Echipamente electrice

Cuvintele antice și semnificația lor

Bazele ingineriei electrice

Avantajele și dezavantajele profesiei de ecologist 5 profesii legate de ecologie

Motor electric

Păsări corvide: descriere, fotografie, dietă, caracteristici și caracteristici ale speciei Cine este responsabil în familia corbilor

Prize și întrerupătoare

Tipuri de păuni, descrierile și fotografiile acestora

Măsurători și calcule

Care sunt conspirațiile pentru pantofi?