Berechnung des Ohmschen Widerstands
Es werden Beispiele zur Lösung einfacher elektrischer Probleme gezeigt. Fast jede Berechnung wird mit einem Schaltplan, einer Skizze der relevanten Geräte, veranschaulicht. Mit Hilfe von Artikeln aus diesem neuen Bereich der Website können Sie auch ohne spezielle Ausbildung in Elektrotechnik problemlos praktische Probleme aus den Grundlagen der Elektrotechnik lösen.
Die im Artikel vorgestellten praktischen Berechnungen zeigen, wie tief die Elektrotechnik in unser Leben eingedrungen ist und welche unschätzbaren und unersetzlichen Dienste uns die Elektrizität leistet. Elektrotechnik umgibt uns überall und wir begegnen ihr täglich.
Dieser Artikel behandelt Berechnungen einfacher Gleichstromkreise, nämlich Berechnungen des Ohmschen Widerstands... Das Ohmsche Gesetz drückt die Beziehung zwischen dem elektrischen Strom I, der Spannung U und dem Widerstand r aus: I = U / r Weitere Informationen zum Ohmschen Gesetz für einen Abschnitt von a Schaltung, siehe Hier.
Beispiele. 1. Ein Amperemeter ist in Reihe mit der Lampe geschaltet. Die Spannung der Lampe beträgt 220 V, ihre Leistung ist unbekannt. Das Amperemeter zeigt den Strom Az = 276 mA an.Wie groß ist der Widerstand des Glühfadens der Lampe (das Anschlussdiagramm ist in Abb. 1 dargestellt)?
Berechnen wir den Widerstand nach dem Ohmschen Gesetz:
Lampenleistung P = UI = 220 x 0,276=60 Watt
2. Durch die Spule des Kessels fließt der Strom Az = 0,5 A bei einer Spannung U = 220 V. Wie groß ist der Widerstand der Spule?
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Reis. 1. Skizze und Diagramm zum Beispiel 2.
3. Ein elektrisches Heizkissen mit einer Leistung von 60 W und einer Spannung von 220 V hat drei Heizgrade. Bei maximaler Erwärmung fließt ein maximaler Strom von 0,273 A durch das Kissen. Wie groß ist in diesem Fall der Widerstand des Heizkissens?
Von den drei Widerstandsstufen wird hier die kleinste berechnet.
4. Das Heizelement eines Elektroofens ist über ein Amperemeter, das einen Strom von 2,47 A anzeigt, an ein 220-V-Netz angeschlossen. Wie groß ist der Widerstand des Heizelements (Abb. 2)?
Reis. 2. Skizze und Diagramm zur Berechnung von Beispiel 4
5. Berechnen Sie den Widerstand r1 des gesamten Rheostats, wenn beim Einschalten der Stufe 1 der Strom Az = 1,2 A durch den Stromkreis fließt und in der letzten Stufe 6 der Strom I2 = 4,2 A bei Generatorspannung U = 110 V (Abb. 3). Befindet sich der Rheostatmotor in Stufe 7, fließt der Strom Az durch den gesamten Rheostat und die Nutzlast r2.
Reis. 3. Berechnungsschema aus Beispiel 5
Der Strom ist am kleinsten und der Stromkreiswiderstand am größten:
Wenn sich der Motor auf Stufe 6 befindet, wird der Rheostat vom Stromkreis getrennt und der Strom fließt nur durch die Nutzlast.
Der Widerstand des Rheostaten ist gleich der Differenz zwischen dem Gesamtwiderstand des Stromkreises r und dem Widerstand der Verbraucher r2:
6. Wie groß ist der Widerstand des Stromkreises, wenn dieser unterbrochen ist? In Abb. 4 zeigt einen Bruch in einer Ader des Eisenkabels.
Reis. 4. Skizze und Diagramm für Beispiel 6
Ein Bügeleisen mit einer Leistung von 300 W und einer Spannung von 220 V hat einen Widerstand von 162 Ohm. Der Strom, der im betriebsbereiten Zustand durch das Eisen fließt
Ein offener Stromkreis ist ein Widerstand, der sich einem unendlich großen Wert annähert, der mit dem Zeichen ∞ bezeichnet wird. Es gibt einen großen Widerstand im Stromkreis und der Strom ist Null:
Der Stromkreis kann nur im Falle eines offenen Stromkreises stromlos geschaltet werden. (Das gleiche Ergebnis wird auftreten, wenn die Spirale bricht.)
7. Wie drückt sich das Ohmsche Gesetz in einem Kurzschluss aus?
Das Diagramm in Abb. 5 zeigt eine Platine mit Widerstand RPL, verbunden über das Kabel mit der Buchse und Verkabelung mit Sicherungen P. Beim Verbinden zweier Drähte der Verkabelung (aufgrund schlechter Isolierung) oder beim Verbinden durch einen Gegenstand K (Messer, Schraubenzieher), der praktisch keinen Widerstand aufweist, entsteht ein Kurzschluss. Dadurch wird ein großer Strom durch den Anschluss K erzeugt, der in Das Fehlen von P-Sicherungen kann zu einer gefährlichen Erwärmung der Verkabelung führen.
Reis. 5. Skizze und Diagramm zum Anschluss von Fliesen an eine Steckdose
An den Punkten 1 – 6 und vielen anderen Stellen kann es zu einem Kurzschluss kommen. Im normalen Betriebszustand darf der Strom I = U / rpl nicht größer sein als der zulässige Strom für diese Verkabelung. Bei mehr Strom (weniger Widerstand RPL) brennen Sicherungen durch. Bei einem Kurzschluss steigt der Strom auf einen enormen Wert an, da der Widerstand r gegen Null geht:
In der Praxis tritt dieser Zustand jedoch nicht ein, da durchgebrannte Sicherungen den Stromkreis unterbrechen.