กฎของโอห์มสำหรับ Dummies: 5 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

เฮ้! อย่ารุนแรงกับตัวเอง!

คุณไม่โง่! ไฟฟ้าเป็นแนวคิดที่เข้าใจยากอย่างยิ่ง ดังนั้นวันนี้คุณจะเรียนรู้จากฉัน (หุ่นจำลอง) ว่าฉันเรียนรู้พื้นฐานของไฟฟ้าอย่างไร ป่วยตัดส่วนเกินทั้งหมดออกและปล่อยให้คุณมีพื้นฐานที่เรียบง่าย

วันนี้ผมจะมาพูดถึงเรื่องไฟฟ้าสั้นๆ กันนะครับ

1. ไฟฟ้าคืออะไร?
2. ความต้านทานกระแสไฟและกำลังไฟฟ้า
3. ความสัมพันธ์เชิงพีชคณิตระหว่างกัน กฎของโอห์ม
4. และวิธีแก้ปัญหาวงจรที่ฉันชอบ!

ทำไมคุณควรฟังฉัน? ฉันเป็นช่างไฟฟ้ามา 6 ปีแล้ว และครั้งหนึ่งฉันเคยนั่งในตำแหน่งเดียวกับคุณ! ฉันอยากจะเข้าใจเรื่องไฟฟ้า แต่คนก็ยังใช้ศัพท์ใหญ่ๆ และแนวคิดแปลก ๆ ที่วนเวียนอยู่ในหัวของฉัน! ดังนั้นวันนี้ฉันจะสอนคุณในสิ่งที่ฉันหวังว่าจะมีคนสอนฉันเมื่อฉันเพิ่งเริ่มต้น พื้นฐาน แต่..เบสิค-เอ้อ

ขั้นตอนที่ 1: ไฟฟ้าคืออะไร?

ไฟฟ้าคือการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน แค่นั้นแหละ. ง่ายพอใช่มั้ย?

ทุกสิ่งในเอกภพล้วนประกอบขึ้นจากอะตอมโดยไม่ให้ลึกเกินไป ที่แกนกลางของอะตอม คุณมีโปรตอนและนิวตรอน และในเมฆรอบๆ พวกมันมีอิเล็กตรอน!

นี่คือสิ่งที่ อิเล็กตรอนไม่ชอบกัน อิเล็กตรอนมีประจุลบ และเมื่อคุณประกอบเข้าด้วยกัน พวกมันมักจะผลักกันออกไป!

แต่อิเล็กตรอนชอบโปรตอน! โปรตอนมีประจุบวก + แต่ไม่สามารถเคลื่อนที่ไปรอบๆ ได้ง่ายเหมือนที่อิเล็กตรอนจะทำได้ ดังนั้น ถ้าคุณรวมอิเล็กตรอนกับโปรตอนเข้าด้วยกัน อิเล็กตรอนก็จะเคลื่อนเข้าหาโปรตอน! ไฟฟ้า!

จำคำพูดเก่า? ตรงข้ามดึงดูด?

ด้วยวิธีนั้น ตอนนี้เราสามารถไปที่หน่วยการสร้างของไฟฟ้าได้แล้ว (ทำให้บทเรียนของเราง่ายขึ้นมาก)

1. แรงดันไฟฟ้า: ความไม่สมดุลของประจุระหว่างสองจุด
2. หน้าเว็บล่าสุด: ปริมาณอิเล็กตรอนที่ไหลผ่านจุดหนึ่ง
3. ความต้านทาน: ความต้านทานต่อการไหลของอิเล็กตรอน
4. อำนาจ: การถ่ายโอนพลังงานไฟฟ้าไปเป็นรูปแบบอื่น

และเราวัดได้อย่างไร

1. แรงดันไฟฟ้า: วัดเป็นโวลต์ (V)
2. Current: วัดเป็นแอมป์ (A)
3. ความต้านทาน: วัดเป็นโอห์ม (Ω)
4. กำลังไฟฟ้า: วัดเป็นวัตต์ (W)

และสัญลักษณ์ของพวกเขา

1. แรงดันไฟฟ้า: กำหนดสัญลักษณ์ (E หรือ V) สำหรับแรงเคลื่อนไฟฟ้าหรือโวลต์
2. ปัจจุบัน: กำหนดสัญลักษณ์ (I) สำหรับความเข้มของการไหล
3. แนวต้าน: รับสัญลักษณ์ (R) สำหรับการต่อต้าน
4. อำนาจ: กำหนดสัญลักษณ์ (P) สำหรับ Power

โปรดจำไว้ว่านี่เป็นเพียงการแนะนำและคุณสามารถเจาะลึกลงไปในคำอธิบายและคำจำกัดความของคำศัพท์เหล่านี้ได้ อย่างไรก็ตาม ทำไมไม่ทำให้มันเรียบง่ายล่ะ?

แล้วพวกเขาจะทำงานร่วมกันได้อย่างไร?

วิธีที่ฉันชอบอธิบายสิ่งนี้คือการจินตนาการว่าไฟฟ้าเป็นเหมือนถังเก็บน้ำที่ไหลผ่านท่อยาง แรงกดลงบนน้ำหรือแรงดันคือแรงดัน เนื่องจากแรงดันนี้ น้ำจะไหล ปริมาณน้ำที่ไหลคือแอมแปร์ แต่เมื่อถึงจุดหนึ่งก็มีหงิกงอ! น้ำไหลผ่านได้น้อยลงทำให้เกิดการต่อต้าน ลองนึกภาพว่าคุณฉีดน้ำที่กังหันน้ำ ทำให้มันหมุน พลัง!

เมื่อคุณรู้คำศัพท์แล้ว เราก็สามารถเข้าสู่ความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ได้

ขั้นตอนที่ 2: กฎของโอห์ม

กฎของโอห์มอธิบายว่าแรงดัน กระแส และความต้านทานสัมพันธ์กันอย่างไรในเชิงพีชคณิต โดยระบุว่า

แรงดัน (E) = กระแส (I) คูณด้วยความต้านทาน (R)

E=IR

หรือจะเขียนใหม่ได้หลายแบบ

ผม=E/R R=E/I

เรามาดูตัวอย่างกัน เรามีวงจรที่ประกอบด้วยแบตเตอรี่ 12v และตัวต้านทานที่วัดได้ 2 โอห์ม หากเราแทนค่านี้ลงในสมการ สมการควรมีลักษณะดังนี้: 12v=I(2Ω) หาร 12v/2Ω และ I = 6. 6 แอมป์จะไหล!

ลองใหม่อีกครั้ง คราวนี้คุณใช้แบตเตอรี่ 12v เดิม แต่คราวนี้คุณไม่รู้ความต้านทาน! ใช้แอมมิเตอร์วัดกระแส 1 แอมป์ ค่าความต้านทานเท่าไหร่คะ? เสียบเข้ากับสมการของเรา: R=12v/1A แล้วเราจะได้ R=12Ω!

ครั้งสุดท้าย คราวนี้เราเสียบวงจรเข้ากับแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าที่ไม่รู้จัก (อย่าทำแบบนี้เลย) คุณรู้ว่าความต้านทานคือ6Ωและคุณวัดการไหลเป็น 2 แอมป์ เสียบเข้ากับสมการ E=2a*6Ω แล้วเราจะได้ 12v! ง่ายพอใช่มั้ย?

ตอนนี้มีทริคเล็กๆ น้อยๆ สนุกๆ ให้ วาดวงกลมแล้วลากเส้นตรงกลางแนวนอน ปล่อยให้ครึ่งบนอยู่คนเดียวแล้วลากเส้นในแนวตั้งระหว่างครึ่งล่าง คุณควรมีสัญลักษณ์สันติภาพที่ดูแย่ที่สุดเท่าที่คุณเคยวาดมา! อย่างไรก็ตามสิ่งนี้มีประโยชน์ เชื่อฉัน! ครึ่งบนให้ใส่ E ที่ควอเตอร์ซ้ายล่าง ใส่ I และควอเตอร์ขวาใส่ R ตอนนี้ ขึ้นอยู่กับค่าที่คุณต้องการ วางนิ้วโป้งเหนือสัญลักษณ์ แล้วคุณจะได้คำตอบ! ตัวอย่างเช่นคุณต้องการแรงดันไฟฟ้า? ครอบคลุม E และคุณเหลือ I คูณด้วย R! คุณต้องการความต้านทาน? ปิด R แล้วคุณก็จะเหลือ E/I!

เจ๋งมากใช่มั้ย?

มาเพิ่มพลังให้สมการกันเถอะ!

ขั้นตอนที่ 3: สูตรพลัง

สูตรกำลังง่ายเหมือนกฎของโอห์ม

กำลัง (P) เท่ากับกระแส (I) คูณด้วยแรงดัน (E)

หรือ P=IE เราสามารถเขียนใหม่ได้เหมือนกับที่เราทำกับกฎของโอห์ม!

I=P/E และ E=P/I

มาทำตัวอย่างกันเถอะ!

วงจรมีแบตเตอรี่ 12v และกระแสไฟ 2 แอมป์ โดยเสียบเข้ากับสูตรกำลังของเรา P=(2A)(12v) แล้วเราจะได้ 24 วัตต์! ว้าว! ส่วนใหญ่ชอบพลังงานกลายเป็นความร้อนจากวงจรของเรา!

และอีกตัวอย่างหนึ่งคือการใช้แบตเตอรี่ 12v ตัวเดียวกันในวงจร เราใช้วัตต์มิเตอร์และวัดได้ 48 วัตต์! กระแสไหลเท่าไหร่? นำสิ่งที่เรารู้มาใส่ในสูตรกำลังไฟฟ้า เราจะได้ (48W)=I(12v) ให้กระแสไฟ 4 แอมป์!

และสุดท้ายแต่ไม่ท้ายสุดในวงจรที่ไม่ทราบแรงดันไฟฟ้า คุณวัดได้ 240 วัตต์ และกระแสไฟ 1 แอมป์ แรงดันไฟฟ้าที่ใช้คืออะไร เสียบเข้าไปเราจะได้ E= (240w)/(1A) ให้เรา 240 โวลต์! อุ๊ย!

นอกจากนี้ สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือ คุณสามารถเสียบสิ่งนี้เข้ากับวงกลมที่เราวาดเมื่อครั้งก่อน เพียงแค่แทนที่ E สำหรับ P และ R สำหรับ E

แต่ตอนนี้มาดูวิธีที่ฉันชอบเกี่ยวกับกฎโอห์มกัน!

ขั้นตอนที่ 4: PEIR

PEIR จะแก้ปัญหาทั้งหมดของคุณ! ในความคิดของฉันมันเป็นวิธีที่ดีที่สุด แต่คนส่วนใหญ่ไม่เคยใช้PEIR

ขั้นแรกให้เขียน PEIR ในแนวตั้ง

พี (พาวเวอร์)

อี (แรงดันไฟฟ้า)

ฉัน (ปัจจุบัน)

R (ความต้านทาน)

และกรอกค่าที่คุณทราบ สมมติว่าเรามีไฟ 120v ที่มีความต้านทาน 60Ω เสียบปลั๊ก!

ป=?

E=120v

ฉัน=?

R= 60Ω

ทีนี้ ในการขึ้นกับ PEIR เราคูณ และลงไป เราหาร ดังนั้นให้เริ่มจากแนวต้านและขึ้นไป 60Ω คูณด้วยจำนวนที่ไม่รู้จักจะให้ 120v แก่เรา 120v=60Ω*I ดังนั้นเราจึงได้ 2 แอมป์! ดังนั้นเราจึงเสียบเข้าไป!

P=?E=120v

ผม= 2A

R= 60Ω

ตอนนี้ได้รับพลัง! จำไว้ว่าการขึ้นหมายความว่าคุณคูณและลงไปหมายถึงหาร ดังนั้น 120v คูณด้วย 2 แอมป์ควรให้กำลัง 240 วัตต์แก่เรา!

P=240W

E=120v

ผม= 2A

R= 60Ω

และนั่นแหล่ะ!

ขั้นตอนที่ 5: บทเรียนถัดไป?

และนั่นคือวิธีที่คุณสามารถใช้กฎของโอห์มเพื่อแก้ปัญหาได้!

มันไม่ยากเลยใช่ไหม คุณเพิ่งเริ่มก้าวแรกสู่โลกแห่งไฟฟ้า! ยินดีด้วย!

อย่างไรก็ตาม อย่าหยุดที่นี่! มีอะไรให้เรียนรู้อีกมาก ฉันขอแนะนำให้เริ่มต้นด้วยคำสั่งของผู้ใช้ที่สอนได้ RANDOFO เกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

และบางทีถ้าฉันสามารถหาเวลาได้อีก ฉันจะทำบทเรียนใหม่ให้คุณ!

แจ้งให้เราทราบหากคุณต้องการบทเรียนอื่น! ซีรีส์ Vs Parallel ต่อไป?