В помощь мастеру. Выпуск 1.

Заставка vНачала. Постоянное напряжение, ток, мощность. Закон Ома.

На примере устранения конкретной неисправности показано, как важно понимать простые процессы в электрической цепи.

 

В автомобиле не горит задний стоп при нажатии педали тормоза. Хозяин имеет начальные знания в электрике и решил разобраться сам. Взял и поменял лампочку. Не горит. Проверил лампочку, подключив ее к аккумулятору. Горит. Взял вольтметр, вынул лампочку, нажал педаль тормоза и измерил напряжение прямо на контактах. Есть 12,5 вольт, как на аккумуляторе. Зачистил и поджал контакты, вставил проверенную лампочку. Не горит!!! Это реально было. Он без «стопов» ездил неделю. Что делать, в чем причина?

Кто знает ответ – хорошо. Кто хочет понять, возможно что-то вспомнить, прочитайте пояснения, потом ответ.

Электрическая энергия используется везде в промышленности, в быту и разбираться в этом, а особенно понимать, очень выгодно.

Начнем с простого, постоянного напряжения и тока. Коротко и только то, что нужно для практики.

Для того, чтобы получить источник электрической энергии, нужно в одной точке сосредоточить больше зарядов (электронов, ионов) чем в другой.

Возьмем к примеру аккумулятор.

АКБ ф кл

У него есть две клеммы плюс «+» и минус «-».

Одна клемма соединена с пластинами, на которых больше зарядов, другая с пластинами – на которых меньше.

Величина, характеризующая количество зарядов называется потенциалом. Измеряется в Вольтах.

Есть еще киловольты, милливольты и т.д.

Между клеммами с разными потенциалами существует напряжение. Напряжение – это сосредоточение сил, или разность потенциалов. Так же, как и потенциал, напряжение измеряется в вольтах. Напряжение в определенной точке всегда рассматривается относительно другой точки. Нельзя говорить о напряжении вообще, т.е. абстрактно. Нужно говорить конкретно, напряжение в точке А относительно точки Б.

Прибор для измерения напряжения называется вольтметр.

Подключается между измеряемыми точками, т.е. параллельно.

напр 640 мнv

Если точки с разными потенциалами соединить проводником, то начнется перемещение зарядов из точки где зарядов много (обозначают плюс «+»), в точку, где их меньше (обозначают минус «-»). Потечет электрический  ток. Условно принято считать, что ток движется от плюса к минусу. На этом строятся все анализы и расчеты электрических цепей. Электрический ток измеряется в амперах (есть миллиамперы, микроамперы).

Прибор для измерения силы тока называется амперметр. Очевидно, для того чтобы измерить силу тока, его нужно пропустить через амперметр. Для этого цепь отключают от источника, разрывают и в разрыв включают амперметр. Затем подключают к источнику и снимают показания амперметра.

Изм тока 640 нv

Для электричества, проводники, это материалы, у которых есть свободные заряды (в металлах электроны, в электролитах ионы и т.д.)

Лучшие проводники — это серебро, медь, алюминий.

Материалы, у которых нет свободных электронов, не проводят электрический ток и называются диэлектриками или изоляторами (стекло, слюда, пластмасса, сухой воздух и т.д.).

Даже лучшие проводники не идеальны и оказывают сопротивление проходящему току. Сопротивление измеряется в Омах (килоомах кОм, мегаомах мОм).

Прибор для измерения сопротивления называется омметр.

Сопротивление можно измерять только в отключенной от источника питания цепи. Принцип измерения сопротивления заключается в пропускании тока батарейки омметра через проверяемую цепь. Естественно в подключенной к источнику питания цепи будут свои токи и измерить сопротивление невозможно.

R640нv

Ток протекая по цепи создает падение напряжения. На одном конце участка цепи больший потенциал, а на другом меньший. Вот эта разность потенциалов и есть падение напряжения. Главный закон в электричестве – закон Ома.

Сила тока (I) электрической цепи прямо пропорциональна напряжению (U) на зажимах этой цепи и обратно пропорциональна сопротивлению (R) цепи:

I = U/R

Другими словами, ток тем больше, чем больше напряжение и ниже сопротивление. По закону Ома зная две любые величины из приведенной формулы, можно определить третью.

Произведение напряжения на ток называется мощностью (Р). Измеряется в Вт.

P=U*I

Мощность наиболее полная характеристика источников питания и потребителей.

Например, три аккумулятора, все на 12 Вольт. Один для пульта, другой для фонаря, третий для автомобиля. Один имеет емкость 0,23 А/ч, другой 4,5 А/ч, третий 55 А/ч. Естественно, эти аккумуляторы обладают разной мощностью и имеют разные габаритные размеры.

3 АКБ 640мнv

Мощность первого 12*0,23 = 2,76 Вт

Мощность второго 12*4,5 = 54 Вт

Мощность третьего 12*55 = 660Вт

Что будет, если мы вместо автомобильного аккумулятора установим, например, аккумулятор от фонаря? При включении большой нагрузки, например, стартера, напряжение аккумулятора от фонаря уменьшится с 12 В практически до 0 В и стартер не сработает, а для аккумулятора это будет равносильно короткому замыканию и он может выйти из строя.

Наоборот же, подключать автомобильный аккумулятор к фонарю можно. Напряжение у них одинаковое, а ток, в соответствии с законом Ома, будет определяться сопротивлением лампочки фонаря. Но тут, другое неудобство, автомобильный аккумулятор большой и тяжелый. Хотя фонарь от него будет работать в разы дольше, чем от своего аккумулятора.

Мощность источника питания всегда должна быть больше суммарной мощности подключенных к нему потребителей, их еще называют нагрузками.

Мощность измеряется ваттметрами. Наиболее наглядным примером ваттметра является счетчик электроэнергии, установленный в доме. У него есть токовая обмотка, включаемая последовательно, в разрыв провода и обмотка напряжения, подключаемая параллельно к сети. Таким образом счетчик измеряет одновременно напряжение и ток, т.е. мощность. Ниже показана схема счетчика и его устройство.

P2а 640v

Выводы.

  1. Напряжение, это разность потенциалов между двумя точками. Измеряется в вольтах. Прибор для измерения напряжения – вольтметр. Подключается параллельно к измеряемым точкам.
  2. Ток – направленное движение заряженных частиц между точками с разным потенциалом. Возникает только при наличии электрической цепи, состоящей из проводников и нагрузки подключенных между точками с разными потенциалами. Измеряется в амперах. Прибор для измерения тока – амперметр. Подключается последовательно, в разрыв цепи.
  3. Сопротивление. Величина характеризующая способность проводить электрический ток. Измеряется в Омах. Чем меньше сопротивление, тем лучший проводник. Прибор для измерения сопротивления – омметр. Сопротивление измеряется только в обесточенной цепи, подключаясь параллельно проверяемой цепи.
  4. Главный закон в электричестве – закон Ома.

Сила тока (I) электрической цепи прямо пропорциональна напряжению (U) на зажимах этой цепи и обратно пропорциональна сопротивлению (R) цепи:

I = U/R

Другими словами, ток тем больше, чем больше напряжение и ниже сопротивление.

  1. Мощность — величина равная произведению напряжения на ток.

P=U*I

Измеряется в Ватах. Прибор для измерения мощности – ваттметр. Имеет две обмотки – токовую, подключаемую в разрыв цепи и обмотку напряжения, подключаемую параллельно цепи.

 

Ну а теперь ответ на вопрос, поставленный в начале статьи.

В блоке предохранителей, в гнезде, куда вставляется предохранитель, через который идет ток проверяемой лампы, плохой контакт. Переходное сопротивление контакта гнезда предохранителя несколько Ом. Когда мы измеряли напряжение вольтметром, то он, вольтметр, и был нагрузкой в цепи. У вольтметра большое сопротивление, мегаомы, и измерительный ток микроамперы. Этот малый ток на плохом контакте создает падение напряжения доли вольта, и мы видим напряжение на контактах гнезда лампочки, такое как на аккумуляторе. Считаем все нормально. Когда подключена лампочка, ток несколько ампер. Эти несколько ампер, например, 3А умноженные на плохое сопротивление, например, (3-4) Ом, дает падение напряжения почти 12В на плохом контакте, а на лампочку остается напряжение около 0. Вот она и не горит.

Потери 2 испр 640 схv

Подробнее об этом можно посмотреть здесь.

Материал статьи продублирован на видео:

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *