Июль 17th, 2012 
Рубрика: 
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта «Заметки электрика»..
Сегодня открываю новый раздел на сайте под названием электротехника.
В этом разделе я постараюсь в наглядной и простой форме объяснить Вам вопросы электротехники. Скажу сразу, что далеко углубляться в теоретические знания мы не будем, но вот с основами познакомимся в достаточном порядке.
Первое, с чем я хочу Вас познакомить, это с законом Ома для участка цепи. Это самый основной закон, который должен знать каждый электрик.
Знание этого закона позволит нам беспрепятственно и безошибочно определять значения силы тока, напряжения (разности потенциалов) и сопротивления на участке цепи.
Кто такой Ом? Немного истории
Закон Ома открыл всем известный немецкий физик Георг Симон Ом в 1826 году. Вот так он выглядел.
Всю биографию Георга Ома я рассказывать Вам не буду. Про это Вы можете узнать на других ресурсах более подробно.
Скажу только самое главное.
Его именем назван самый основной закон электротехники, который мы активно применяем в сложных расчетах при проектировании, на производстве и в быту.
Закон Ома для однородного участка цепи выглядит следующим образом:
I – значение тока, идущего через участок цепи (измеряется в амперах)
U – значение напряжения на участке цепи (измеряется в вольтах)
R – значение сопротивления участка цепи (измеряется в Омах)
Если формулу объяснить словами, то получится, что сила тока пропорциональная напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи.
Проведем эксперимент
Чтобы понять формулу не на словах, а на деле, необходимо собрать следующую схему:
Цель этой статьи — это показать наглядно, как использовать закон Ома для участка цепи. Поэтому я на своем рабочем стенде собрал эту схему. Смотрите ниже как она выглядит.
Сопротивление в цепи я заменил светодиодной лампочкой, обладающей определенной величиной сопротивления. Все соединения производим с помощью соединительных проводов марки ПВ-1. Кто не знает как это сделать, то читайте мою статью как правильно соединять провода.
С помощью ключа управления (избирания) можно выбрать, либо постоянное напряжение, либо переменное напряжение на выходе. В нашем случае используется постоянное напряжения. Уровень напряжения я меняю с помощью лабораторного автотрансформатора (ЛАТР).
В нашем эксперименте я буду использовать напряжение на участке цепи, равное 220 (В). Контроль напряжения на выходе смотрим по вольтметру.
Теперь мы полностью готовы провести самостоятельно эксперимент и проверить закон Ома в действительности.
Ниже я приведу 3 примера. В каждом примере мы будем определять искомую величину 2 методами: с помощью формулы и практическим путем.
Пример № 1
В первом примере нам нужно найти ток (I) в цепи, зная величину источника постоянного напряжения и величину сопротивления светодиодной лампочки.
Напряжение источника постоянного напряжения составляет U = 220 (В). Сопротивление светодиодной лампочки равно R = 40740 (Ом).
С помощью формулы найдем ток в цепи:
I = U/R = 220 / 40740 = 0,0054 (А)
А теперь проверим полученный результат практическим путем.
Подключаем последовательно светодиодной лампочке мультиметр, включенный в режиме амперметр, и замеряем ток в цепи.
На дисплее мультиметра показан ток цепи. Его значение равно 5,4 (мА) или 0,0054 (А), что соответствует току, найденному по формуле.
Пример № 2
Во втором примере нам нужно найти напряжение (U) участка цепи, зная величину тока в цепи и величину сопротивления светодиодной лампочки.
I = 0,0054 (А)
R = 40740 (Ом)
С помощью формулы найдем напряжение участка цепи:
U = I*R = 0,0054 *40740 = 219,9 (В) = 220 (В)
А теперь проверим полученный результат практическим путем.
Подключаем параллельно светодиодной лампочке мультиметр, включенный в режиме вольтметр, и замеряем напряжение.
На дисплее мультиметра показана величина измеренного напряжения. Его значение равно 220 (В), что соответствует напряжению, найденному по формуле закона Ома для участка цепи.
Пример № 3
В третьем примере нам нужно найти сопротивление (R) участка цепи, зная величину тока в цепи и величину напряжения участка цепи.
I = 0,0054 (А)
U = 220 (В)
Опять таки, воспользуемся формулой и найдем сопротивление участка цепи:
R = U/I = 220/0,0054 = 40740,7 (Ом)
А теперь проверим полученный результат практическим путем.
Сопротивление светодиодной лампочки мы измеряем с помощью электроизмерительных клещей или мультиметра.
Полученное значение составило R = 40740 (Ом), что соответствует сопротивлению, найденному по формуле.
Как легко запомнить Закон Ома для участка цепи!!!
Чтобы не путаться и легко запомнить формулу, можно воспользоваться небольшой подсказкой, которую Вы можете сделать самостоятельно.
Нарисуйте треугольник и впишите в него параметры электрической цепи, согласно рисунка ниже. У Вас должно получится вот так.
Как этим пользоваться?
Пользоваться треугольником-подсказкой очень легко и просто. Закрываете своим пальцем, тот параметр цепи, который необходимо найти.
Если оставшиеся на треугольнике параметры расположены на одном уровне, то значит их необходимо перемножить.
Если же оставшиеся на треугольнике параметры расположены на разном уровне, то тогда необходимо разделить верхний параметр на нижний.
С помощью треугольника-подсказки Вы не будете путаться в формуле. Но лучше все таки ее выучить, как таблицу умножения.
Выводы
В завершении статьи сделаю вывод.
Электрический ток — это направленный поток электронов от точки В с потенциалом минус к точке А с потенциалом плюс. И чем выше разность потенциалов между этими точками, тем больше электронов переместится из точки В в точку А, т.е. ток в цепи увеличится, при условии, что сопротивление цепи останется неизменным.
Но сопротивление лампочки противодействует протеканию электрического тока. И чем больше сопротивление в цепи (последовательное соединение нескольких лампочек), тем меньше будет ток в цепи, при неизменном напряжении сети.
P.S. Тут в интернете нашел смешную, но поясняющую карикатуру на тему закона Ома для участка цепи.
Закон Ома знаком мне ещё со школы, так в памяти и остался. Теперь в подробностях узнала, как его нужно применять на практике.
Повторение — Мать Учения!!! Тем более я попытался теорию пояснить на практике.
Правило электрика: Не знаешь Ома — сиди дома!:)))
Хорошее дело делаете! Очень полезное. Спасибо!!!
Правильно!!!
Ой классная картинка про закон ома. Мне бы такую в институте увидеть, может и не путал где U, I , R.
девушки, это не для нас. Сейчас распечатаю и отдам, кому нужно:-)
Действительно, в картинках изучение электрических законов было бы эффективней
С таким учителем мы теперь точно будем помнить всегда закон Ома!Наглядно и понятно, спасибо!
Без элементарных знаний обойтись не возможно! Спасибо за статью!
Большое спасибо за ликбез,сайт очень и очень полезен,доходив для понимания сути,даже для тех,кто когда то подобное изучал будучи студентом.
Каждый мужчина это должен знать.
Каждый мужчина-электрик))
Отличная статья! действительно! если бы по таким картинкам как последняя, материал в школе и университете лучше бы усваивался.
Вот вот. Мне тоже она понравилась. Наглядно все и понятно.
картинка на 5+
Класс закон ома, вспомнил и техникум и институт, классная статья с прикольными картинками .
Я обычно для визуального представления законов схемотехники — представляю, что ток это вода, которая течет по трубам (проводка), а резисторы это вентили, кондёры — расширительные бочки, ну, идею, надеюсь, вы поняли…
Частенько слышу сравнение электрического тока с потоком воды. Зато наглядно…
Ой! Ну с удовольствием, да в картинках …. Давненько -давненько я не вспоминала про Ома…
Успехов вам и вашему блогу.
Спасибо большое, Ирина!!!
Мне в картинках тоже больше нравится. Все наглядно. И как бы даже понятнее… тут я, конечно, немного улыбаюсь…ну все таки лучше, чем только сухой текст.
Физика в картинках. Здорово. Жаль, что этого не было у нас раньше!
Вот бы в школе так преподавали закон Ома, все так наглядно и даже подсказка есть!
Я вообще на уроках спал думая на фиг мне оно надо и жил без ОМА 30 лет, а когда коснулось вот тогда и понял не зря нас лоботрясов уму разуму учили, формулу знал только как пишется но не знал как пользоватся, спасибо автору, мне статья понравилась, всё просто и позновательно.
PS. Успехов вам.
когда собирал компьютеры,объяснял людям,что ширина реки (частота шины и скорость ОЗУ) это поток данных,и чем шире эта река,тем больше информации пройдет за единицу времени.но не все понимали.
Тоже хороший и наглядный подход к изучению материала…
Хороший сайт. Вопрос: подскажите схему соединения 4 обмоток эл.двигателя настольного вентилятора малой мощности. С уважением Анатолий.
Анатолий, дайте точное название вентилятора, т.к. необходимо знать сколько скоростей у него имеется. Предполагаю, что это 3-х скоростной вентилятор. Переключателем выбирается необходимая скорость вращения (3 рабочие обмотки) + 1 пусковая обмотка.
Анатолий, а что у Вас случилось с вентилятором? В чем неисправность?
Спасибо вам огромное) очень помогло, благодаря вам, я наконец поняла физику
P.S. сдала физику на 5!!!
Молодец, Динара. А хотите я Вам подарю интерактивный курс по электротехнике?
Подарите мне
Хорошо. Вам и Динаре. Ссылочку для скачивания выслал на почту.
Здравствуйте. У меня вопрос немного не в тему, не нашел нужного раздела. Ситуация следующая. Один ввод в ГРЩ, но разные групп. Измеряем фазное напряжение фазы А на одной группе, предположем получилось 217 В, измеряем фазное напряжение фазы А на другой группе, получаем 228 В. Какое значение получиться, если измерить напряжение между этими фазами А.
Вы измеряли напряжение на разных группах одной фазы А. Вероятно всего группы удалены от источника на разное расстояние, поэтому напряжение групп немного отличаются друг от друга из-за потерь в линии (кабеле). Если измерить напряжение между группами одной фазы, то покажет ноль, т.к. это один источник одноименной фазы.
Почему на рисунке «Схема для изучения закона Ома для однородного участка цепи»…….Направление тока указано от + к -?…….Ведь электроны двигаются к плюсу!!!!!!!!!!…..Ведь именно там недостаток электронов……..(Я новичёк…..пытаюсь изучать)
Электроны движутся к плюсу, а направление тока принято считать от + к минусу xD
Автор молодец! дело делаешь, сайт твой очень познавателен.
Разжевано, и на пальцах показано. Спасибо!
Очень понятно и наглядно, автору спасибо!
Спасибо за столь внятное и доступное объяснение, а картинки вообще супер)))
Добрый день!
Нашел у друга Ваш сайт и увлекся очень. Полезный сайт, читаю от корочки до корочки. Сам электрик, ну прям не Ас, так уж сложилось что после школы начал работать электромонтером и поступил на электроэнергетический ВУЗ. Сначало был ваще ноль по электроэнергетике, а потом мужики-коллеги своими словами объясняли и так по ходу работы обучался. Знаю только поверхность электроэнергетики, и все заново обучаюсь по вашему сайту… Спасибо за Ваш огромный труд…
Спасибо Вам огромное за ваш труд!!!Не мог в интернете найти ничего что было понятно о законе Ома,так как я в этом чайник чайником.еще раз спасибо огромное
Спасибо!)
Спасибо Вам большое что тратите свое время на нас и все доступно рассказываете.Если можно,дайте тоже интерактивную ссылочку для изучения электротехники.Мне это очень надо и интересно.
Как говорил наш учитель физики: «Не знаешь Ома — сиди дома!» =)
Сам электрик, до недавнего времени был горе-электриком(это я осознал, читая Ваш сайт) ,узнаю очень много нюансов. Хочется выразить огромную благодарность. Перечитаю весь сайт. Очень хотелось бы прочитать интерактивный курс по электротехнике, скиньте мне, пожалуйста.
ЭЛЕКТРОМОНТЕР С25ЛЕТНИМ СТАЖЕМ ХОЧУ НАВЕРСТАТЬ УПУЩЕННОЕ СКИНЬТЕ ПОЖАЛУЙСТА КУРС ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ
Пожалуйста, скиньте и мне интерактивный курс по электротехнике, вы очень понятно обьясняете. Заранее спасибо.
Светодиод является полупроводником и сопротивление на нём замерить проблематично, по сути он является стабилитроном на 2-3 вольта поэтому подключив его к напряжению 220в получили бы «Бах», нужно взять батарейку и сопротивление(не лампочку т.к. при нагревании спирали сопротивление сильно увеличивается) и тогда при измерении тока не пришлось бы прятать мультиметр, а тут задачу подогнали к ответу
Так то мультимерт и не спрятан при измерении тока
Спасибо огромное за ваши труды ,за огромную работу проделанную Вами ,на ваш сайт наткнулся случайно при подготовке к экзамену в системе олимпокс искал подсказки и зашел к вам и теперь статью за статьей читаю.
Вчера столкнулся с таким практическим вопросом: Имеется люстра с 6-ю параллельно соединенными лампочками накаливания, без лампочек сопротивление на клемах N и L соответственно нет (разрыв цепи)(люстра обесточена и снята с потолка), когда вставляю одну лампочку показывает сопротивление 100 Ом, вставляю в патрон еще лампочку, сопротивление уменьшается до 50, вставляю третью- опять на пополам значение уменьшается, и когда до четырех лампочек доходит сопротивление на звуковой прозвонке показывает короткое замыкание и пищит мультиметр.
Почему же так, ведь должно показывать сопротивление 100 Ом и не важно сколько ламп параллельно вставлено, а оказалось наоборот.
Подскажите, в чем тут дело?
Вот так как на картинке в первом случае сопротивление 100 Ом, при подключении еще лампы, сопротивление уменьшилось до 50 Ом. Должно здесь быть объяснение из законов электротехники, но логика не позволяет принимать истину)
Не будет ли так, что когда мы подключим параллельно к примеру 20 лампочек, то сопротивление цепи будет стремиться к 0 и получим короткое замыкание? Спасибо!
Странное дело, а посчитать токи и мощности и связать это все логикой не выходит??? Что вы считаете? Вы не в курсе, что холодная спираль всегда имеет меньшее сопротивление, чем нагретая? Не в курсе, ладно, но калькулятор есть, прикинуть и подумать трудно?
Давайте считать вместе:
1- сопротивление холодной нити 100 Ом, при 220В в сети имеем 2,2А. 2,2А х 220В = 484Вт, так? Что на лампе написано, сравните, горе-математики и физики.
2- включать параллельно вы можете ровно столько ламп, сколько выдержит проводка, включатель и автомат в щитке, не более. До к\з, надеюсь, не дойдет.
Фраза «Давайте считать вместе» очень обнадежила и несколько помогла разобраться (правда не совсем по заданному вопросу), получается в момент включения лампочка потреблять будет 484 Вт, а далее при мощности лампочки в 10 Вт 484/10=48,4 т.е. сопротивление увеличится в почти 50 раз.
Если подключаем 10 лампочек, то общее сопротивление (немного разобрался с поставленным выше вопросом-общее сопротивление будет называться эквивалентным) будет меньше в 10 раз, т.е. при сопротивлении холодной лампочки 100 Ом, сопротивление 10-ти параллельно соединенных ламп равняется 100/10=10 Ом. Далее (как считаем по совету ПАВ) 220/10=22А, 22А*220В=4840Вт. В момент включения 10-ти лампочек пройдет мгновенный ток 22А и потребление будет почти 5кВт, все это произойдет за доли секунды, пока разогревается лампа. Далее сопротивление вырастет в 50 раз (как выше говорил) и потребление снизится с 4840Вт до 4840/50=100Вт- что и соответствует номиналу 10-ти лампочек.
Это мысли вслух, спасибо ПАВ за подсказку!
Кстати, про изменение сопротивления лампы накаливания почитайте здесь. В указанной статье я измерил сопротивление лампы накаливания с холодной нитью и рассчитал ее сопротивление после включения.
Вячеслав, по вопросу параллельного соединения — это же известные формулы электротехники. Попробуйте подставить в формулу свои значения (20 или 200 ламп) и посмотрите, какое будет сопротивление нагрузки.
Вы забываете о том, что все ваши ЛН не идеальны и такого сугубо теоретического броска тока не будет, он будет растянут во времени, не сильно, но будет, иначе бы у вас там все давно сгорело, начиная с проводов, которые, обычно, в люстрах символические, а не горят же! К тому же, есть еще и провода до люстры со своим сопротивлением, и проч.
На счет известных формул, я только учусь, как говорится, поэтому удивился когда измеренное сопротивление оказалось меньше…
В очередной раз благодарю стоящих на страже истины Админа и ПАВ, как оказалось, она совсем рядом)!!!
Сопротивление светодиода не измерить мультиметром это полупроводниковый прибор,его можно только посчитать опираясь на данную формулу, можно измерить только падение напряжения на полупроводниковом переходе, для наглядной демонстрации опыта даже лампа накаливания не подойдет, т.к. при нагреве спирали её сопротивление значительно увеличится, а измерять будете сопротивление холодной лампы, нужно взять проволочное сопротивление достаточно мощное,что бы не грелось, и только в этом случае данные совпадут, и то с учетом погрешности…
А зачем его измерять, тем более- непонятно что? Есть основной параметр- ток, есть падение напряжения, разное для разных цветов, и усё. Тестером можно проверить живой/мертвый, а если человеческим стрелочным, то и светит-не светит.
Автор на примере хотел показать работу закона Ома, а измерение сопротивления потребителя осталось за ширмой, фотографии мультиметра с сопротивлением подключенного светодиода нет и быть не может…
Почему быть не может? Я вам сделаю фото дисплея м-метра при измерении прямого сопротивления диода, но что это даст? У любимого всеми, любого цифрового м-метра напряжение при измерении ом как правило- 1 вольт. При таком напряжении ни один СД не откроется нормально. А вот при проверки тестером серии Ц43хх, где, как правило, напряжение 4,5В ном, будет все иначе. Совсем иначе.
Аналогичное будет при проверке диода на обр. полярности- плюс тестера к катоду- м-метр может ничего не показать, а тестер нормальный- запросто.
Просто это все надо знать и понимать, а не просто все подряд проверять и надеяться, что это правильное.