Spojenie prvkov môže byť sériové, paralelné a zmiešané. Vypočítajme hodnoty pre všetky tri možnosti. Na výpočet hodnôt týchto veličín použijeme Ohmov zákon pre časť obvodu, známy zákon zo školy: I=U/R; U=I*R; R=U/I.
Jednoduchý obvod
Tu Ohmov zákon pre časť obvodu zohľadňuje parametre jedného spotrebiča (či už ide o motor alebo žiarovku), ktorý má odpor R. Keď sa s tým stretne elektrina, funguje to. Práve na tejto bariére je vytvorená potenciálny rozdiel. Zoberme si R=10 Ohm ako spotrebiteľa.
Pripojením 9 V batérie k R určíme silu prúdu: I=U/R=9/10=0,9 A.
Ak je známy R, meranie ja, môžete zistiť, koľko poklesne cez odpor: I*R=0,9*10=9 B. I*R volal pokles napätia.
R možno vypočítať meraním voltov naprieč ním a ampérov, ktoré ním prechádzajú. R=U/I=9B/0,9A=10.
Často je potrebné určiť príkon R, aby sme si boli istí jeho schopnosťou odvádzať teplo generované elektrickou energiou. Spotreba energie Р=I2*R=0,92A*10=8,1 Hmot. Je potrebné zvoliť výkon rozptylu, ktorý nie je menší ako vypočítaný, inak bude vychádzať dym. V našom prípade volíme štandardných 10 W, menší len 7,5 W.
Paralelné pripojenie
Teraz zvýšime náročnosť úseku. Predstavme si spotrebiteľov ako R1 (10 Ohm) a R2 (5 Ohm). Hodnota R sa zmenila a objavili sa dve cesty. Len 9 V zostalo nezmenených. 
Na výpočet ampérov prichádzajúcich do pobočiek potrebujete poznať celkové R. Kedy paralelné pripojenie R sa vypočíta pomocou vzorca 1/R = 1/R1+1/R2+1/Rn... Pre dva prvky to vyzerá takto: R=R1*R2/(R1+R2); R = 10 x 5/(10 + 5) = 3,3. Upozorňujeme: v takejto schéme je výsledné R vždy menšie ako najmenšie.
nachádzame I = 9/3,3 = 2,7 A. Celkové R sa určí aj meraním celkového prúdu (meranie ukázalo 2,7 A). Potom R = 9/2,7 = 3,3.
Vypočítajme každú vetvu samostatne. Všetky odpory sú 9 V. Vedieť Rn, môžeme vypočítať ampéry vetvy. Pre prvú vetvu - I1=9V/R1=9/10=0,9 A. Za druhé - I2=9V/R2=9V/5=1,8. Dôležitý detail: súčet prúdov všetkých vetiev sa rovná celkovému prúdu. Odtiaľ, I1=I-I2. Hodnoty R1 a R2 sa určujú na základe ampérov, ktoré do nich prúdia, a pripojených voltov: R1 = 9 V/I1 atď.
Teraz sa pozrime, ako na to zákon reaguje
Sériové pripojenie záťaže.
Ak chcete nájsť prúd v sériovom obvode, potrebujete vedieť, koľko ohmov je v ňom? Pre danú sekciu R nájdeme toto: R=R1+R2; R = 10 + 5 = 15. Definujeme I=U/R; I = 9/15 = 0,6 A. Teraz sa pozrime na pokles napätia na rezistoroch. Na R1 - U1=I*R1=0,6*10=6 V.
Pozrite: 6 V kleslo na R1 a celkovo je 9 V. To znamená, že 3 V by mali zostať na R2 (U2=9B-6B=3B). Pozrime sa na zákon: U2=I*R2=0,6A*5=3 V. To je správne.
Cestou sme sa dozvedeli hodnotu potenciálu v bode A vzhľadom na mínus napájanie – 3 V. Tento obvod je tzv. delič napätia: z jedného dostaneme dva a oba sa dajú použiť na napájanie iných obvodov. Samozrejme, musíme vziať do úvahy ich vstupné údaje, ale to je na iný príbeh, aj keď sa tiež nezaobídeme bez Ohmovho zákona pre časť obvodu.
Pripojenie so zmiešaným zaťažením
Zmiešané pripojenie je kombináciou paralelného a sériového pripojenia. Na výpočty sa používa rovnaký algoritmus, ktorý bol diskutovaný v predchádzajúcich verziách. Stačí si vetvy rozdeliť podľa vhodných možností.
Nasleduje Ohmov zákon pre časť obvodu
Ohmov zákon pre úplný obvod.
Vyžaduje zahrnutie do výpočtov parametrov Zdroj. Najprv sa pozrime na funkcie zariadenia. Usmerňovač, batéria, galvanický článok (obyčajná batéria), fotočlánok (základňa solárna batéria) - prítomný vo všetkých zdrojoch vnútorný odpor. V usmerňovači - vinutia transformátora a súvisiace, v batérii - elektrolyt a stupeň emisie elektród. 
Všimli ste si niekedy, že nabíjanie batérie nie je riadené bežným voltmetrom, ale zástrčkou? Na čo je táto vidlica? Batéria produkuje volty, ale nie sú plne napájané: časť ( Ir- čítajte nižšie) spadne na jeho vnútornú bariéru. Záťažová vidlica je niečo ako náš študovaný obvod, ktorý pozostáva z paralelne zapojeného odporu a voltmetra. sám nie je schopný spôsobiť pokles vnútorného odporu batérie. Preto je paralelne k nemu pripojený nízkoodporový bočník, ktorý vytvára Ir. Takto môžeme posúdiť úplnosť nabíjania. Meraním nabíjania batérie iba voltmetrom nedosiahneme požadovaný výsledok, pretože strata v batérii sa nebude brať do úvahy.
To, čo je každý generátor schopný vyrobiť, sa nazýva elektromotorická sila (EMF) a čo prišlo elektrickej siete — Napätie. Množstvá spolu súvisia takto: EMF = Ir + IR. r je vnútorný odpor zdroja, zvyšné hodnoty sú nám už známe. Máš odtiaľto: U=EMF-Ir. Tieto dva vzorce definujú Ohmov zákon pre kompletný reťazec.
§ 2.4 Napätie na časti obvodu. V niektorých oblastiach pod napätím elektrický obvod pochopiť potenciálny rozdiel medzi extrémnymi bodmi tejto časti.
Na obr. 2.5 je znázornený úsek reťaze, ktorého krajné body sú označené písmenami A A b. Nechajte prúd ja prúdi z bodu A k veci b(od vyššieho potenciálu k nižšiemu). Preto potenciál bodu A(φ a ) nad potenciál bodu b( φ b ) o hodnotu rovnajúcu sa súčinu prúdu ja na odpor R: φ a = φ b+ IR.
Podľa definície napätie medzi bodmi A A b U ab = φ a - φ b .
preto U ab = IR, t.j. napätie na odpore sa rovná súčinu prúdu pretekajúceho odporom a hodnoty tohto odporu.
V elektrotechnike sa potenciálny rozdiel na koncoch odporu nazýva buď napätie na odpore alebo pokles napätia. Následne potenciálny rozdiel na koncoch odporu, teda produktu IR, budeme to nazývať pokles napätia.
Kladný smer poklesu napätia v ktorejkoľvek sekcii (smer čítania tohto napätia), označený na obrázkoch šípkou, sa zhoduje s kladným smerom čítania prúdu pretekajúceho daným odporom.
Na druhej strane, pozitívny smer aktuálneho počtu ja(prúd je algebraický skalár) sa zhoduje s kladným smerom normály k prierezu vodiča pri výpočte prúdu pomocou vzorca, kde δ je hustota prúdu; - prvok prierezovej plochy (podrobnejšie pozri § 20.1).
Uvažujme o otázke napätia v časti obvodu obsahujúceho nielen odpor, ale aj emf.
Na obr. 2.6, a, b sú znázornené rezy niektorých obvodov, ktorými preteká prúd ja. Nájdite potenciálny rozdiel (napätie) medzi bodmi A A s pre tieto oblasti. A-priory,
U ac = φ a - φ c (2.1)
Vyjadrime potenciál bodu A cez potenciál bodu s. Pri pohybe z bodu s k veci b proti smeru EMF E(obr. 2.6, a) bodový potenciál b sa ukáže byť nižší (menší) ako potenciál bodu s, na hodnotu EMF E: φ b = φ c- E. Pri pohybe z bodu s k veci b podľa pokynov EMF E(obr. 2.6, b) bodový potenciál b sa ukáže byť vyšší (väčší) ako potenciál bodu s, na hodnotu EMF E: φ b = φ c+ E.
Keďže v úseku obvodu bez zdroja EMF prúdi prúd z vyššieho potenciálu do nižšieho, v oboch obvodoch Obr. Potenciál 2,6 bodu A nad bodový potenciál b na hodnotu úbytku napätia na odpore R: φ a = φ b+ IR. Teda pre Obr. 2.6, a
φ a = φ c- E+IR ,
U ac = φ a - φ c= IR - E , (2.2)
pre obr. 2,6, b
φ a = φ c+ E + IR ,
U ac = φ a - φ c= IR + E. (2.2a)
Kladný smer napätia U ac označené šípkou od A Komu s. Podľa definície U cca = φ c - φ a , Preto U cca= - U ac ,T. To znamená, že zmena v striedaní (postupnosti) indexov je ekvivalentná zmene znamienka tohto napätia. Preto môže byť napätie kladné aj záporné.
Dobrý deň, milí čitatelia stránky Zápisky elektrikára..
Dnes otváram novú sekciu na stránke s názvom.
V tejto časti sa vám pokúsim vysvetliť elektrotechnickú problematiku jasným a jednoduchým spôsobom. Hneď poviem, že je ďaleko, aby sme sa do toho zahĺbili teoretické vedomosti Nebudeme, ale zoznámime sa so základmi v poriadku.
Prvá vec, ktorú vám chcem predstaviť, je Ohmov zákon pre časť reťaze. Toto je najzákladnejší zákon, ktorý by mal poznať každý.
Znalosť tohto zákona nám umožní ľahko a presne určiť hodnoty prúdu, napätia (potenciálneho rozdielu) a odporu v časti obvodu.
Kto je Om? Trochu histórie
Ohmov zákon objavil slávny nemecký fyzik Georg Simon Ohm v roku 1826. Takto vyzeral.
Nepoviem vám celú biografiu Georga Ohma. Viac sa o tom môžete dozvedieť v iných zdrojoch.
Poviem len to najdôležitejšie.
Je po ňom pomenovaný najzákladnejší zákon elektrotechniky, ktorý aktívne využívame pri zložitých výpočtoch v projektovaní, vo výrobe aj v bežnom živote.
Ohmov zákon pre homogénnu časť reťazca je nasledujúci:
I – hodnota prúdu pretekajúceho časťou obvodu (meraná v ampéroch)
U – hodnota napätia na časti obvodu (meraná vo voltoch)
R – hodnota odporu časti obvodu (meraná v Ohmoch)
Ak je vzorec vysvetlený slovami, ukáže sa, že sila prúdu je úmerná napätiu a nepriamo úmerná odporu časti obvodu.
Urobme experiment
Aby ste pochopili vzorec nie slovami, ale skutkami, musíte zostaviť nasledujúci diagram:
Účelom tohto článku je jasne ukázať, ako použiť Ohmov zákon pre časť obvodu. Preto som zostavil tento obvod na svojom pracovnom stole. Pozrite sa nižšie, ako vyzerá.
Pomocou ovládacieho (výberového) tlačidla si môžete zvoliť buď konštantné napätie, resp striedavé napätie pri východe. V našom prípade sa používa konštantné napätie. Úroveň napätia mením pomocou laboratórneho autotransformátora (LATR).
V našom experimente použijem napätie v časti obvodu rovné 220 (V). Výstupné napätie kontrolujeme pomocou voltmetra.
Teraz sme úplne pripravení uskutočniť náš vlastný experiment a otestovať Ohmov zákon v skutočnosti.
Nižšie uvediem 3 príklady. V každom príklade určíme požadovanú hodnotu pomocou 2 metód: pomocou vzorca a praktickým spôsobom.
Príklad #1
V prvom príklade musíme nájsť prúd (I) v obvode, pričom poznáme veľkosť zdroja DC napätie a hodnota odporu LED žiarovka.
Napätie zdroja jednosmerného napätia je U = 220 (V). Odpor LED žiarovky je R = 40740 (Ohm).
Pomocou vzorca nájdeme prúd v obvode:
I = U/R = 220 / 40740 = 0,0054 (A)
Zapojíme do série s LED žiarovkou, zapnutou v režime ampérmetra, a meriame prúd v obvode.
Displej multimetra zobrazuje prúd obvodu. Jeho hodnota je 5,4 (mA) alebo 0,0054 (A), čo zodpovedá prúdu zistenému vzorcom.
Príklad č.2
V druhom príklade musíme nájsť napätie (U) časti obvodu, pričom poznáme množstvo prúdu v obvode a hodnotu odporu LED žiarovky.
I = 0,0054 (A)
R = 40740 (Ohm)
Pomocou vzorca nájdeme napätie časti obvodu:
U = I*R = 0,0054 *40740 = 219,9 (V) = 220 (V)
Teraz sa pozrime na výsledok získaný praktickým spôsobom.
Paralelne s LED žiarovkou pripojíme multimeter zapnutý v režime voltmetra a zmeriame napätie.
Displej multimetra zobrazuje namerané napätie. Jeho hodnota je 220 (V), čo zodpovedá napätiu zistenému pomocou vzorca Ohmovho zákona pre časť obvodu.
Príklad č.3
V treťom príklade musíme nájsť odpor (R) časti obvodu, pričom poznáme veľkosť prúdu v obvode a hodnotu napätia časti obvodu.
I = 0,0054 (A)
U = 220 (V)
Opäť použijeme vzorec a nájdeme odpor časti obvodu:
R = U/I = 220/0,0054 = 40740,7 (Ohm)
Teraz sa pozrime na výsledok získaný praktickým spôsobom.
Pomocou multimetra meriame odpor LED žiarovky.
Výsledná hodnota bola R = 40740 (Ohm), čo zodpovedá odporu zistenému vzorcom.
Aké ľahké je zapamätať si Ohmov zákon pre časť obvodu!!!
Aby ste neboli zmätení a ľahko si zapamätali vzorec, môžete použiť malú nápovedu, ktorú môžete urobiť sami.
Nakreslite trojuholník a zadajte do neho parametre elektrického obvodu podľa obrázku nižšie. Mali by ste to dostať takto.
Ako sa to používa?
Používanie nápovedného trojuholníka je veľmi jednoduché a jednoduché. Zatvorte prstom parameter obvodu, ktorý je potrebné nájsť.
Ak sú zostávajúce parametre na trojuholníku umiestnené na rovnakej úrovni, je potrebné ich vynásobiť.
Ak sa zostávajúce parametre na trojuholníku nachádzajú na na rôznych úrovniach, potom je potrebné vydeliť horný parameter spodným.
Pomocou nápovedného trojuholníka sa vo vzorci nebudete mýliť. Ale je lepšie sa to naučiť ako násobilku.
závery
Na konci článku urobím záver.
Elektrický prúd je smerovaný tok elektrónov z bodu B s mínusovým potenciálom do bodu A s plusovým potenciálom. A čím vyšší je potenciálny rozdiel medzi týmito bodmi, tým viac elektrónov sa presunie z bodu B do bodu A, t.j. Prúd v obvode sa zvýši za predpokladu, že odpor obvodu zostane nezmenený.
Ale odpor žiarovky odporuje toku elektrického prúdu. A čo väčší odpor v reťazci ( sériové pripojenie niekoľko žiaroviek), tým nižší bude prúd v obvode pri konštantnom sieťovom napätí.
P.S. Tu na internete som našiel vtipnú, ale vysvetľujúcu karikatúru na tému Ohmov zákon pre časť obvodu.
Georg Simon Ohm začal svoj výskum inšpirovaný slávnou prácou Jeana Baptista Fouriera „Analytická teória tepla“. V tejto práci Fourier reprezentoval tepelný tok medzi dvoma bodmi ako teplotný rozdiel a zmenu tepelný tok spojené s jeho prechodom cez prekážku nepravidelný tvar vyrobené z tepelne izolačného materiálu. Podobne Ohm spôsobil výskyt elektrického prúdu rozdielom potenciálov.
Na základe toho začal Om experimentovať s rôzne materiály vodič. Aby zistil ich vodivosť, spojil ich do série a upravil ich dĺžku tak, aby sila prúdu bola vo všetkých prípadoch rovnaká.
Pre takéto merania bolo dôležité vybrať vodiče rovnakého priemeru. Ohm, meranie vodivosti striebra a zlata, získalo výsledky, ktoré podľa moderných údajov nie sú presné. Ohmov strieborný vodič teda viedol menej elektrického prúdu ako zlato. Sám Om to vysvetlil tým, že jeho strieborný vodič bol potiahnutý olejom, a preto zrejme experiment neposkytol presné výsledky.
To však nebol jediný problém, s ktorým mali problémy fyzici, ktorí sa v tom čase zaoberali podobnými experimentmi s elektrinou. Veľké ťažkosti pri získavaní čistých materiálov bez nečistôt na experimenty a ťažkosti s kalibráciou priemeru vodiča skresľovali výsledky testu. Ešte väčším zádrhelom bolo, že sila prúdu sa počas testov neustále menila, keďže zdroj prúdu bol premenlivý chemické prvky. Za takýchto podmienok Ohm odvodil logaritmickú závislosť prúdu od odporu drôtu.
O niečo neskôr nemecký fyzik Poggendorff, ktorý sa špecializoval na elektrochémiu, navrhol, aby Ohm nahradil chemické prvky termočlánkom vyrobeným z bizmutu a medi. Om začal svoje experimenty znova. Tentoraz použil ako batériu termoelektrické zariadenie poháňané Seebeckovým efektom. K nemu do série pripojil 8 medených vodičov rovnakého priemeru, ale rôznych dĺžok. Na meranie prúdu zavesil Ohm na vodiče magnetickú ihlu pomocou kovovej nite. Prúd prebiehajúci rovnobežne s touto šípkou ju posunul do strany. Keď sa to stalo, fyzik krútil vlákno, kým sa šípka nevrátila do pôvodnej polohy. Na základe uhla, pod ktorým bola niť skrútená, sa dala posúdiť hodnota prúdu.
V dôsledku nového experimentu Ohm dospel k vzorcu:
X = a/b + 1
Tu X- intenzita magnetické pole drôty, l- dĺžka drôtu, a- konštantné napätie zdroja, b – konštantný odpor zostávajúce prvky reťazca.
Ak sa obrátite na moderné pojmy aby sme opísali tento vzorec, dostaneme to X- sila prúdu, A – zdroj EMF, b + l – celkový odpor reťaze.
Ohmov zákon pre časť obvodu
Ohmov zákon pre samostatnú časť obvodu hovorí: sila prúdu v časti obvodu sa zvyšuje so zvyšovaním napätia a znižuje sa so zvyšujúcim sa odporom tejto časti.
I=U/R
Na základe tohto vzorca sa môžeme rozhodnúť, že odpor vodiča závisí od rozdielu potenciálov. Z matematického hľadiska je to správne, ale z hľadiska fyziky je to nepravda. Tento vzorec je použiteľný len na výpočet odporu na samostatnej časti obvodu.
Vzorec na výpočet odporu vodiča teda bude mať tvar:
R = p⋅l/s
Ohmov zákon pre úplný obvod
Rozdiel medzi Ohmovým zákonom pre úplný obvod a Ohmovým zákonom pre časť obvodu je v tom, že teraz musíme brať do úvahy dva typy odporu. Toto je „R“ odpor všetkých komponentov systému a „r“ vnútorný odpor zdroja elektromotorickej sily. Vzorec má teda tvar:
I = U/R + r
Ohmov zákon pre striedavý prúd
Striedavý prúd sa líši od jednosmerného prúdu tým, že sa v určitých časových obdobiach mení. Konkrétne mení svoj význam a smer. Ak chcete použiť Ohmov zákon tu, musíte vziať do úvahy, že odpor v obvode s DC sa môže líšiť od odporu v obvode so striedavým prúdom. A líši sa, ak sú v obvode použité komponenty s reaktanciou. Reaktancia môže byť indukčná (cievky, transformátory, tlmivky) alebo kapacitná (kondenzátor).
Pokúsme sa zistiť, aký je skutočný rozdiel medzi reaktívnym a aktívnym odporom v obvode s striedavý prúd. Už by ste mali pochopiť, že hodnota napätia a prúdu v takomto obvode sa časom mení a zhruba povedané, má tvar vlny.
Ak znázorníme, ako sa tieto dve hodnoty menia v priebehu času, dostaneme sínusoidu. Napätie aj prúd stúpajú z nuly na maximálnu hodnotu, potom, keď klesajú, prechádzajú cez nulu a dosahujú maximálnu zápornú hodnotu. Potom opäť stúpajú cez nulu na maximálnu hodnotu a tak ďalej. Keď sa povie, že prúd alebo napätie je záporné, znamená to, že sa pohybuje opačným smerom.
Celý proces prebieha s určitou frekvenciou. Bod, v ktorom hodnota napätia alebo prúdu z minimálnej hodnoty stúpajúcej k maximálnej hodnote prechádza cez nulu, sa nazýva fáza.
V skutočnosti je to len predslov. Vráťme sa k reaktívnemu a aktívnemu odporu. Rozdiel je v tom, že v obvode s aktívnym odporom sa fáza prúdu zhoduje s fázou napätia. To znamená, že hodnota prúdu aj hodnota napätia dosahujú maximum v jednom smere súčasne. V tomto prípade sa náš vzorec na výpočet napätia, odporu alebo prúdu nemení.
Ak obvod obsahuje reaktanciu, fázy prúdu a napätia sa navzájom posunú o ¼ periódy. To znamená, že keď prúd dosiahne svoju maximálnu hodnotu, napätie bude nulové a naopak. Keď sa použije indukčná reaktancia, napäťová fáza "predbehne" fázu prúdu. Keď sa použije kapacita, súčasná fáza "predbehne" fázu napätia.
Vzorec na výpočet poklesu napätia na indukčnej reaktancii:
U = I ⋅ ωL
Kde L je indukčnosť reaktancie a ω – uhlová frekvencia (časová derivácia fázy kmitania).
Vzorec na výpočet poklesu napätia cez kapacitu:
U = I / ω ⋅ C
S– reaktančná kapacita.
Tieto dva vzorce sú špeciálnymi prípadmi Ohmovho zákona pre variabilné obvody.
Kompletný bude vyzerať takto:
I=U/Z
Tu Z- celkový odpor variabilný obvod známy ako impedancia.
Pôsobnosť
Ohmov zákon nie je základným zákonom fyziky, je to len pohodlná závislosť niektorých hodnôt od iných, ktorá je vhodná takmer v každej praktickej situácii. Preto bude jednoduchšie vymenovať situácie, keď zákon nemusí fungovať:
- Ak existuje zotrvačnosť nosičov náboja, napríklad v niektorých vysokofrekvenčných elektrických poliach;
- V supravodičoch;
- Ak sa drôt zahreje do takej miery, že charakteristika prúdového napätia prestane byť lineárna. Napríklad v žiarovkách;
- Vo vákuových a plynových rádiových trubiciach;
- V diódach a tranzistoroch.
Ide o objem vody za určité časové obdobie.
Teraz uvažujme o takomto prípade. Namiesto veže budeme mať nádobu s vodou, v ktorej sú vyrazené tri rovnaké otvory v rôznych výškach nádoby. Keďže je naša nádoba naplnená vodou, na dne nádoby bude tlak väčší ako na jej povrchu. Alebo, analogicky s elektrinou, napätie na dne bude väčšie ako na jeho povrchu.
Ako vidíte, spodný prúd, ktorý je bližšie ku dnu, vystreľuje ďalej ako stredný prúd. A stredný prúd strieľa ďalej ako horný. Upozorňujeme, že otvory majú všade rovnaký priemer. To znamená, že môžeme povedať, že odolnosť každého otvoru voči vode je rovnaká. Za rovnaký čas je objem vody vytekajúcej z najnižšieho otvoru oveľa väčší ako objem vody vytekajúcej zo stredného a najvyššieho otvoru. Aký objem vody máme za určité obdobie? Áno, toto je súčasná sila!
Takže, aký vzor tu vidíme? Vzhľadom na to, že odpor je všade rovnaký, ukazuje sa, že So zvyšujúcim sa napätím sa zvyšuje aj prúd!
Myslím, že každý z vás má záhradný pozemok, kde pestujete zemiaky, uhorky a paradajky. Vždy je niekde blízko vás vodná veža
Na čo slúži vodárenská veža? No, kontrolovať úroveň spotreby vody, ako aj vytvárať tlak v potrubiach, cez ktoré voda prichádza na váš záhradný pozemok. Všimli ste si niekedy, že niekde na kopci je postavená veža? Prečo sa to robí? Na vytvorenie tlaku. Povedzme, že váš záhradný pozemok je vyšší ako vrchol vodnej veže. Áno, voda sa k vám jednoducho nedostane! Fyzika... zákon komunikujúcich nádob.
Dobre, zdá sa, že sme sa rozptýlili.
Každý v kuchyni a kúpeľni má batériu, cez ktorú preteká voda. Rozhodnete sa umyť si ruky. Za týmto účelom zapnete vodu na plnú rýchlosť a z kohútika začne prúdiť rýchlym prúdom:
Ale nie ste spokojní s týmto prietokom vody, takže otočením rukoväte kohútika znížite prietok:
Čo sa práve stalo?
Zmenou prietokového odporu pomocou rukoväte batérie ste zabezpečili, že prúd vody začal tiecť veľmi slabo.
Nakreslite analógiu k tejto situácii s elektrický šok. Čo teda máme? Prietokové napätie sme nemenili. Niekde v diaľke je vodárenská veža a vytvára tlak v potrubí. Nemáme právo sa vodnej veže dotýkať, tým menej ju zbúrať). Preto je naše napätie konštantné a nemení sa. Spätným naskrutkovaním rukoväte kohútika sme práve zmenili odpor potrubia, z ktorého je kohútik vyrobený ;-). Zvýšili sme odpor. Čo sme urobili s prúdom vody? Začala bežať pomalšie a bolo jej menej! To znamená, že môžeme povedať, že počet molekúl vody za určitý čas pri plne otvorenom a polozatvorenom kohútiku sa ukázal byť iný ;-). Nuž, pripomeňme si, čo je súčasná sila ;-) Pre tých, ktorí zabudli, pripomeniem - je to počet elektrónov, ktoré pretečú prierezom vodiča za určité časové obdobie. A čo sa stalo s touto súčasnou silou? Zmenšila sa!
Dospeli sme k záveru:
Keď sa odpor zvyšuje, prúd klesá.
Takže. Máme nasledujúcu schému zásobovania vodou:
Teraz si predstavte, že polievate záhradu a vy musíte naplniť vedro vodou z hadice za 10 minút. Ani o sekundu skôr a nie neskôr! Vo vašej záhrade prúdi voda asi takto:
Povedzme, že máme jednoduchú gumenú hadicu pochádzajúcu z vodárenskej veže.Sused omylom zaparkoval auto priamo na hadicu a mierne ju stlačil
Váš prietok vody sa začal znižovať. Ísť sa hádať so susedom? Už odišiel do práce a vy nebudete mať čas naplniť vedro za 10 minút. Zaberie to viac času. Ako byť? Prečo neotvoríme kohútik pred vodárenskou vežou trochu väčší? A to dobrý nápad! Otvárame kohútik na maximum a dbáme na to, aby hladina vody vo veži bola vyššia ako bola predtým (veže majú síce ochranu proti pretečeniu akejkoľvek maximálnej hladiny, ale pre príklad tento bod preskočíme).
Problém však neprichádza sám. Ovládacie relé vodného čerpadla na veži je pokazené! Čerpadlo čerpá vodu a nevypína sa! Veža je preplnená a prietok vody z hadice je každou sekundou väčší a väčší! Čo robiť? Naplníme naše vedro v čase, ktorý nám je určený! Uvoľnite sa. Existuje východ! K tomu spustíme a trochu vypneme kohútik, pričom zabezpečíme, aby prúd vody z hadice tiekol ako predtým ;-).
Teraz urobme analógiu.
Čo teda získame? Sused rozdrvil hadicu, čo znamená zvýšená odolnosť. Preto sa naša súčasná sila znížila. Aby sme obnovili súčasnú silu, zvýšili sme napätie, teda hladinu vody vo veži.
Druhý bod:
Hladina vody (napätie) na vodárenskej veži sa začala zvyšovať vďaka tomu, že čerpadlo sa nevypínalo a neustále čerpalo vodu. Preto sa nám začal zvyšovať aj prietok vody (sila prúdu). Aby sme vyrovnali silu prúdu, my zvýšená odolnosť faucet ;-), čím sa hladina vody vo vodárenskej veži (napätie) vráti do normálu.
No, videli ste vzor? Nemecký fyzik Georg Ohm však spojil tieto tri veličiny a výsledkom bol bolestivo jednoduchý vzorec:
Kde
ja- toto je súčasná sila vyjadrená v ampéroch (A)
U- napätie, vyjadrené vo voltoch (V)
R- odpor vyjadrený v ohmoch (Ohm)
No, je to také jednoduché ako dva a dva, nie? Tento zákon je pomenovaný po svojom objaviteľovi a je tzv Ohmov zákon. Toto je najdôležitejší zákon v elektronike, a preto ho MUSÍTE poznať.