Закон Ома для «чайников»: понятие, формула, объяснение
Говорят: «не знаешь закон Ома – сиди дома». Так давайте же узнаем (вспомним), что это за закон, и смело пойдем гулять.
Основные понятия закона Ома
Как понять закон Ома? Нужно просто разобраться в том, что есть что в его определении. И начать следует с определения силы тока, напряжения и сопротивления.
Сила тока I
Пусть в каком-то проводнике течет ток. То есть, происходит направленное движение заряженных частиц – допустим, это электроны. Каждый электрон обладает элементарным электрическим зарядом (e= -1,60217662 × 10-19 Кулона). В таком случае через некоторую поверхность за определенный промежуток времени пройдет конкретный электрический заряд, равный сумме всех зарядов протекших электронов.
Отношение заряда к времени и называется силой тока. Чем больший заряд проходит через проводник за определенное время, тем больше сила тока. Сила тока измеряется в Амперах.
Напряжение U, или разность потенциалов
Это как раз та штука, которая заставляет электроны двигаться. Электрический потенциал характеризует способность поля совершать работу по переносу заряда из одной точки в другую. Так, между двумя точками проводника существует разность потенциалов, и электрическое поле совершает работу по переносу заряда.
Физическая величина, равная работе эффективного электрического поля при переносе электрического заряда, и называется напряжением. Измеряется в Вольтах. Один Вольт – это напряжение, которое при перемещении заряда в 1 Кл совершает работу, равную 1 Джоуль.
Сопротивление R
Ток, как известно, течет в проводнике. Пусть это будет какой-нибудь провод. Двигаясь по проводу под действием поля, электроны сталкиваются с атомами провода, проводник греется, атомы в кристаллической решетке начинают колебаться, создавая электронам еще больше проблем для передвижения. Именно это явление и называется сопротивлением. Оно зависит от температуры, материала, сечения проводника и измеряется в Омах.
Памятник Георгу Симону Ому
Формулировка и объяснение закона Ома
Закон немецкого учителя Георга Ома очень прост. Он гласит:
Сила тока на участке цепи прямо пропорционально напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.
Георг Ом вывел этот закон экспериментально (эмпирически) в 1826 году. Естественно, чем больше сопротивление участка цепи, тем меньше будет сила тока. Соответственно, чем больше напряжение, тем и ток будет больше.
Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы
Данная формулировка закона Ома – самая простая и подходит для участка цепи. Говоря «участок цепи» мы подразумеваем, что это однородный участок, на котором нет источников тока с ЭДС. Говоря проще, этот участок содержит какое-то сопротивление, но на нем нет батарейки, обеспечивающей сам ток.
Если рассматривать закон Ома для полной цепи, формулировка его будет немного иной.
Пусть у нас есть цепь, в ней есть источник тока, создающий напряжение, и какое-то сопротивление.
Закон запишется в следующем виде:
Объяснение закона Ома для полой цепи принципиально не отличается от объяснения для участка цепи. Как видим, сопротивление складывается из собственно сопротивления и внутреннего сопротивления источника тока, а вместо напряжения в формуле фигурирует электродвижущая сила источника.
Кстати, о том, что такое что такое ЭДС, читайте в нашей отдельной статье.
Как понять закон Ома?
Чтобы интуитивно понять закон Ома, обратимся к аналогии представления тока в виде жидкости. Именно так думал Георг Ом, когда проводил опыты, благодаря которым был открыт закон, названный его именем.
Представим, что ток – это не движение частиц-носителей заряда в проводнике, а движение потока воды в трубе. Сначала воду насосом поднимают на водокачку, а оттуда, под действием потенциальной энергии, она стремиться вниз и течет по трубе. Причем, чем выше насос закачает воду, тем быстрее она потечет в трубе.
Отсюда следует вывод, что скорость потока воды (сила тока в проводе) будет тем больше, чем больше потенциальная энергия воды (разность потенциалов)
Сила тока прямо пропорциональна напряжению.
Теперь обратимся к сопротивлению. Гидравлическое сопротивление – это сопротивление трубы, обусловленное ее диаметром и шероховатостью стенок. Логично предположить, что чем больше диаметр, тем меньше сопротивление трубы, и тем большее количество воды (больший ток) протечет через ее сечение.
Сила тока обратно пропорциональна сопротивлению.
Такую аналогию можно проводить лишь для принципиального понимания закона Ома, так как его первозданный вид – на самом деле довольно грубое приближение, которое, тем не менее, находит отличное применение на практике.
В действительности, сопротивление вещества обусловлено колебанием атомов кристаллической решетки, а ток – движением свободных носителей заряда. В металлах свободными носителями являются электроны, сорвавшиеся с атомных орбит.
Ток в проводнике
В данной статье мы постарались дать простое объяснение закона Ома. Знание этих на первый взгляд простых вещей может сослужить Вам неплохую службу на экзамене. Конечно, мы привели его простейшую формулировку закона Ома и не будем сейчас лезть в дебри высшей физики, разбираясь с активным и реактивным сопротивлениями и прочими тонкостями.
Если у Вас возникнет такая необходимость, Вам с удовольствием помогут сотрудники нашего студенческого сервиса. А напоследок предлагаем Вам посмотреть интересное видео про закон Ома. Это действительно познавательно!
Источник: https://zaochnik-com.ru/blog/zakon-oma-dlya-chajnikov/
Закон Ома
Закон Ома — физический закон, определяющий зависимость между электрическими величинами — напряжением, сопротивлением и током для проводников.
Впервые открыл и описал его в 1826 году немецкий физик Георг Ом, показавший (с помощью гальванометра) количественную связь между электродвижущей силой, электрическим током и свойствами проводника, как пропорциональную зависимость.
Впоследствии свойства проводника, способные противостоять электрическому току на основе этой зависимости, стали называть электрическим сопротивлением (Resistance), обозначать в расчётах и на схемах буквой R и измерять в Омах в честь первооткрывателя.
Сам источник электрической энергии также обладает внутренним сопротивлением, которое принято обозначать буквой r.
Закон Ома для участка цепи
Со школьного курса физики всем хорошо известна классическая трактовка Закона Ома:
Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника и обратно пропорциональна его сопротивлению.
I = U/R
Это значит, если к концам проводника сопротивлением R = 1 Ом приложено напряжение U = 1 Вольт, тогда величина тока I в проводнике будет равна 1/1 = 1 Ампер.
Отсюда следуют ещё два полезных соотношения:
Если в проводнике, сопротивлением 1 Ом, протекает ток 1 Ампер, значит на концах проводника напряжение 1 Вольт (падение напряжения).
U = IR
Если на концах проводника есть напряжение 1 Вольт и по нему протекает ток 1 Ампер, значит сопротивление проводника равно 1 Ом.
R = U/I
Вышеописанные формулы в таком виде могут быть применимы для переменного тока лишь в том случае, если цепь состоит только из активного сопротивления R.
Кроме того, следует помнить, что Закон Ома справедлив только для линейных элементов цепи.
Предлагается простой Онлайн-калькулятор для практических расчётов.
Закон Ома. Расчёт напряжения, сопротивления, тока, мощности.
После сброса ввести два любых известных параметра.
| I=U/R; U=IR; R=U/I; P=UI P=U²/R; P=I²R; R=U²/P; R=P/I² U=√(PR) I= √(P/R) |
Закон Ома для замкнутой цепи
Если к источнику питания подключить внешнюю цепь сопротивлением R, в цепи пойдёт ток с учётом внутреннего сопротивления источника:
I — Сила тока в цепи.
— Электродвижущая сила (ЭДС) — величина напряжения источника питания не зависящая от внешней цепи (без нагрузки). Характеризуется потенциальной энергией источника.
r — Внутреннее сопротивление источника питания.
Для электродвижущей силы внешнеее сопротивление R и внутреннее r соединены последовательно, значит величина тока в цепи определится значением ЭДС и суммой сопротивлений: I = /(R+r) .
Напряжение на выводах внешней цепи определится исходя из силы тока и сопротивления R соотношением, которое уже рассматривалось выше: U = IR.
Напряжение U, при подключении нагрузки R, всегда будет меньше чем ЭДС на величину произведения I*r, которую называют падением напряжения на внутреннем сопротивлении источника питания. С этим явлением мы сталкиваемся достаточно часто, когда видим в работе частично разряженные батарейки или аккумуляторы.
По мере разряда, увеличивается их внутреннее сопротивление, следовательно, увеличивается падение напряжение внутри источника, значит уменьшается внешнее напряжение U = — I*r.
Чем меньше ток и внутреннее сопротивление источника, тем ближе по значению его ЭДС и напряжение на его выводах U.
Если ток в цепи равен нулю, следовательно, = U. Цепь разомкнута, ЭДС источника равна напряжению на его выводах.
В случаях, когда внутренним сопротивлением источника можно пренебречь (r ≈ 0), напряжение на выводах источника будет равно ЭДС ( ≈ U ) независимо от сопротивления внешней цепи R.
Такой источник питания называют источником напряжения.
Закон Ома для переменного тока
При наличии индуктивности или ёмкости в цепи переменного тока необходимо учитывать их реактивное сопротивление.
В таком случае запись Закона Ома будет иметь вид:
I = U/Z
Здесь Z — полное (комплексное) сопротивление цепи — импеданс. В него входит активная R и реактивная X составляющие. Реактивное сопротивление зависит от номиналов реактивных элементов, от частоты и формы тока в цепи.
Более подробно ознакомится с комплексным сопротивлением можно на страничке импеданс.
С учётом сдвига фаз φ, созданного реактивными элементами, для синусоидального переменного тока обычно записывают Закон Ома в комплексной форме:
— комплексная амплитуда тока. = Iampe jφ
— комплексная амплитуда напряжения. = Uampe jφ
— комплексное сопротивление. Импеданс.
φ — угол сдвига фаз между током и напряжением.
e — константа, основание натурального логарифма.
j — мнимая единица.
Iamp , Uamp — амплитудные значения синусоидального тока и напряжения.
Нелинейные элементы и цепи
Закон Ома не является фундаментальным законом природы и может быть применим в ограниченных случаях, например, для большинства проводников.
Его невозможно использовать для расчёта напряжения и тока в полупроводниковых или электровакуумных приборах, где эта зависимость не является пропорциональной и её можно определять только с помощью вольтамперной характеристики (ВАХ).
К данной категории элементов относятся все полупроводниковые приборы (диоды, транзисторы, стабилитроны, тиристоры, варикапы и т.д.) и электронные лампы.
Такие элементы и цепи, в которых они используются, называют нелинейными.
Источник: https://tel-spb.ru/ohm/
Омметр
Радиоэлектроника для начинающих
Стоит открыть любой учебник по электротехнике и сразу выясняется, что практически все электротехнические величины названы в честь великих физиков прошлого: Вольт, Ампер, Генри, Ом, Фарада, Тесла, Герц. Конечно, обидно, что российских физиков в этом списке нет.
Немецкий физик Георг Ом первый ввёл понятие сопротивления. В его честь единицу измерения сопротивления стали называть «Ом». Эта величина изображается греческой буквой омега – Ω.
Раньше радиоэлементы так и назывались «сопротивление» и лишь много позже в обиход вошло слово резистор. До введения маркировки с помощью цветных полосок все необходимые данные наносились непосредственно на корпус резистора.
В технической литературе можно встретить такие обозначения: килоом и мегаом, что означает соответственно тысяча ом и миллион ом. На принципиальных схемах рядом с обозначением резистора можно встерить надписи: 4К7 – четыре и семь килоома (4,7 кОм) или 1М2 – один и два мегаома (1,2 МОм).
На зарубежных схемах «Ом» пишется как «Ohm».
Для измерения сопротивлений используется прибор, который называется Омметр. Приборы, измеряющие только сопротивление, в радиолюбительской практике обычно не используются. Такие высокоточные приборы применяются на заводах выпускающих резисторы для определения номинала с определённой погрешностью или в научно-исследовательских лабораториях.
Зато все знают такое понятие как тестер или мультиметр. Такие приборы объединяют в себе вольтметр, амперметр и омметр + ещё функционал дополняется возможностью проверки диодов или же измерения температуры. Всё зависит от стоимости и исполнения прибора. Мультиметры бывают стрелочные и цифровые. Каждый из них имеет свои особенности, достоинства и недостатки.
На принципиальных схемах омметр обозначается следующим условным графическим обозначением.
Стоит понимать, что так обозначается прибор целиком. В реальности же омметр также собран из достаточно большого количества радиодеталей, и его принципиальная схема включает в себя немалое количество элементов. Данное условное обозначение применяется в основном для того, чтобы показать, на каком участке схемы и каким прибором необходимо проводить измерение. Вот пример.
Здесь на схеме показано, как нужно замерять сопротивление звуковой катушки динамика. Из схемы видно, что кроме омметра (измерительного прибора) и самого динамика ничего не нужно.
Как уже говорилось, омметр, как правило, входит в состав мультиметра. Исключение составляют только узкоспециализированные и высокоточные приборы для измерения сопротивления. Они стоят довольно дорого и их могут позволить себе только крупные фирмы и исследовательские лаборатории.
Омметр в составе тестера-мультиметра используется как вспомогательный. Прежде всего, им можно проверять исправность транзисторов и диодов, а при небольшом навыке стабилитронов и тиристоров. Омметр незаменим при поиске самых главных неисправностей электронных схем:
- Короткое замыкание, где его быть не должно.
- Обрыв там, где должна быть замкнутая цепь.
Конечно, омметром проверяются обмотки трансформаторов, электродвигателей. Несложно проверить электролитические конденсаторы большой ёмкости, но только на исправность. На утечку проверить электролит не удастся.
О стрелочных измерительных приборах
Стрелочные приборы в настоящее время применяются редко ввиду большой погрешности, ограниченной функциональности и необходимости расчёта результатов показаний. Кроме того, стрелочные приборы время от времени требуют калибровки.
Стоит отметить, что стрелочные омметры устроены проще своих цифровых собратьев. Ранее, ещё до широкого распространения цифровых мультиметров, в ходу у радиолюбителей были так называемые авометры.
Авометр – это стрелочный многофункциональный прибор, который в одном корпусе объединяет три прибора для измерения основных электрических величин: амперметр – измеряет силу тока, вольтметр – измеряет напряжение и омметр – измеряет сопротивление. Как видим, название авометра происходит от названий тех приборов, которые входят в его состав.
Стоит отметить, что для стрелочных приборов, таких как амперметр и вольтметр не нужен источник питания (батарейка), а омметр обязательно требует наличие батареи питания.
Дело тут в том, что стрелочные приборы амперметр и вольтметр измеряют такие величины, как ток и напряжение на рабочих, включенных приборах. И именно поэтому им не нужен свой собственный источник питания, так как энергию для отклонения указательной стрелки они получают от участка схемы, на котором проводится замер электрических величин.
С омметром другая история. Омметр замеряет сопротивление. Но замерить сопротивление участка цепи, которое находиться под рабочим напряжением нельзя. Можно лишь замерить ток и напряжение на участке цепи и с помощью закона ома вычислить сопротивление этого участка. Думаю, с этим понятно.
Поэтому омметр используют лишь в тех случаях, когда нужно измерить сопротивление участка цепи или радиодетали при выключенном рабочем электропитании.
А для того, чтобы определить сопротивление какого-либо участка цепи или радиодетали, нужно пропустить через него пусть и небольшой ток, которого достаточно для отклонения стрелки стрелочного прибора.
Именно поэтому стрелочные вольтметры и амперметры могут работать и без батареи питания, но вот даже стрелочный омметр без батарейки работать не будет.
К недостаткам стрелочных приборов можно отнести достаточно большие габариты, необходимости калибровки, трудоёмкость при считывании показаний. Но, несмотря на это, и у стрелочных приборов есть свои преимущества.
Преимущество стрелочных приборов
Что можно сказать в пользу стрелочных измерительных приборов? А вот что. Как уже говорилось, стрелочный амперметр и вольтметр не нуждаются в источнике питания. Об этом весомом преимуществе вспоминаешь регулярно, когда в цифровом мультиметре наглухо садится батарейка
Современный мультиметр в обязательном порядке требует наличия батареи питания. Она нужна для того, чтобы питать микросхемы контроллера и дисплея, на котором отображаются результаты измерений.
В пользу стрелочных приборов можно отнести и то, что они имеют достаточно простое устройство. Это напрямую сказывается на ремонтопригодности таких приборов. Восстановить работу стрелочного прибора порой не так уж и сложно и дорого, в то время как восстановить современный цифровой мультиметр иногда просто невозможно.
Взглянем на внутренности цифрового мультиметра.
Прибор питается от батарейки типа «Крона» напряжением 9 вольт. Её, предохранитель и контроллер прибора видно при снятой задней стенке. Также видны контактные участки многопозиционного переключателя и другие элементы схемы.
Рассмотрим основные практические измерения с помощью популярного прибора DT-830B. Прибор представляет собой компактный универсальный мультиметр, позволяющий измерять постоянное и переменное напряжение, силу тока и сопротивление. Кроме того на панели прибора есть специальный разъём для проверки коэффициента усиления h21Э (hFE) маломощных транзисторов.
Практическая работа с мультиметром DT-830B
Прежде чем приступать к работе следует твёрдо запомнить одно правило. Независимо от того, что вы собираетесь мерить: ток, напряжение или сопротивление всегда необходимо начинать с максимального предела и поэтапно переходить на более низкие пределы измерения.
Пределы измерения омметра выглядят вот так.
На панели мультиметра DT-830B они ограничены зелёной линией. Прибор имеет 5 пределов измерений:
- 200 — на этом пределе измеряются сопротивления величиной до 200 Ом;
- 2000 — на этом пределе измеряются сопротивления до 2 килоом (2 кОм = 2000 Ом);
- 20k — на этом пределе измеряются сопротивления, величина которых не превышает 20 килоом (20 кОм = 20 000 Ом);
- 200k — предел для измерения сопротивлений до 200 килоом (200 кОм = 200 000 Ом);
- Ну, и наконец, 2000k — предел для измерения сопротивлений до 2 мегаом.
Если вы запутались в килоомах и мегаомах, и не знаете как определить, сколько это будет в омах, то добро пожаловать сюда. Там подробно рассказано о сокращённой записи численных величин.
Когда в режиме измерения сопротивления оба щупа разомкнуты, на индикаторе в старшем разряде высвечивается цифра 1, что означает бесконечно большое сопротивление.
А при замкнутых накоротко щупах на индикаторе высвечиваются три нуля. Это значить, что измерительная цепь коротко замкнута. Иногда самая правая цифра может быть 1 или 2 (на дисплее типа вот так 001 или 002). Это величина погрешности самого прибора. Она настолько незначительна, что ей можно пренебречь.
У профессиональных мультиметров, например В-38, которые используются в лабораториях, имеется потенциометр калибровки, с помощью которого можно установить > 0
Источник: https://go-radio.ru/ommetr.html
Что такое резистор и для чего он нужен в электрической цепи
Вы здесь: Один самых часто используемых элементов в электронике – это резистор. Простым языком его называют «сопротивление». С его помощью можно ограничивать ток или измерять его, делить напряжение, создавать цепи обратной связи. Без сопротивлений не обходится ни одна схема. В этой статьи мы расскажем о том, что такое резистор, какой у него принцип работы, а также для чего нужен этот элемент электрической цепи.
Определение
Резистор происходит от английского «resistor» и от латинского «resisto», что в переводе на русский язык звучит как «сопротивляюсь». В русскоязычной литературе наравне со словом «резистор» используют слово «сопротивление». Из названия ясна основная задача этого элемента – оказывать сопротивление электрическому току.
Он относится к группе пассивных элементов, потому что в результате его работы ток может только понижаться, то есть в отличие от активных элементов – пассивные сами по себе не могут усиливать сигнал. Что из второго закона Кирхгофа и закона Ома значит, что при протекании тока на резисторе падает напряжение, величина которого равна величине протекающего тока, умноженного на величину сопротивления. Ниже вы видите, как обозначается сопротивление на схеме:
Условное обозначение на схеме легко запомнить – это прямоугольник, по ГОСТ 2.728-74 его размеры равны 4х10 мм. Существуют варианты обозначений для резисторов разной мощности рассеивания.
Виды
Классификация резисторов происходит по ряду критериев. Если говорить о дискретных компонентах, то по методу монтажа их делят на:
- Выводные. Используются для монтажа сквозь печатную плату. У таких элементов есть выводы, расположенные радиально или аксиально. В народе выводы называют ножками. Этот вид резисторов активно использовался во всех старых устройствах (20 и боле лет назад) – старых телевизорах, приёмниках, в общем везде, и сейчас используется в простых устройствах, а также там, где использование SMD компонентов по какой-то причине затруднено либо невозможно.
- SMD. Это элементы, у которых нет ножек. Выводы для подключения расположены на поверхности корпуса, незначительно выступая над ней. Они монтируются непосредственно на поверхность печатной платы. Преимуществом таких резисторов является простота и дешевизна сборки на автоматизированных линиях, экономия места на печатной плате.
Внешний вид элементов двух типов вы видите на рисунке ниже:
Мы уже знаем, как выглядит этот компонент, теперь следует узнать о классификации по технологии изготовления. Выводные резисторы бывают:
- Проволочными. В качестве резистивного компонента используют проволоку, намотанную на сердечнике, для снижения паразитной индуктивности используют бифилярную намотку. Проволоку выбирают из металла с низким температурным коэффициентом сопротивления и низким удельным сопротивлением.
- Металлопленочные и композитные. Как можно догадаться, здесь в качестве резистивного элемента используют пленки из металлического сплава.
Так как резистор состоит из резистивного материала, в роли последнего может выступать проволока или плёнка с высоким удельным сопротивлением. Что это такое? Такие материалы как:
- манганин;
- константан;
- нихром;
- никелин;
- металлодиэлектрики;
- оксиды металлов;
- углерод и прочие.
Источник: https://samelectrik.ru/chto-takoe-rezistor.html
Что такое Ом
- Справочник
- Электротехника
- Единицы измерений
- Что такое Ом
Ом (Ом, Ω) — единица измерения электрического сопротивления. Ом равен электрическому сопротивлению проводника, между концами которого возникает напряжение 1 вольт при силе постоянного тока 1 ампер.
\[ Ом = \frac{В}{А} \]
Ом — единица электрического сопротивления в системе СИ. Если проводник соединяет две точки с разными электрическими потенциалами, то через проводник течёт ток. Величина тока зависит от разности потенциалов, а также от сопротивления проводника этому току. Электрическое сопротивление является характеристикой цепи и измеряется в омах.
Что такое Ом?
1 ом представляет собой “электрическое сопротивление между двумя точками проводника, когда постоянная разность потенциалов 1 вольт, приложенная к этим точкам, создаёт в проводнике ток 1 ампер, а в проводнике не действует какая-либо электродвижущая сила”. CIPM, резолюция 2, 1946 год.
Это небольшое сопротивление, в применяемых на практике цепях сопротивление часто измеряется в мегаомах, то есть в миллионах ом. Единица ом названа в честь немецкого физика Георга Симона Ома (1787–1854). Имя Ома впервые было применено в качестве электрической единицы в 1861 году, когда Чарльз Брайт и Латимер Кларк предложили использовать название ohma для единицы электродвижущей силы.
В качестве обозначения для ома применяется большая греческая буква омега Ω, поскольку букву O можно легко принять за ноль. Хотя в Юникоде и присутствует значок ома (Ω, Ohm sign, U+2126), но его каноническим разложением[1] является заглавная греческая буква омега (Ω, U+03A9), т. е. эти два символа должны быть неразличимы с точки зрения пользователя.
Рекомендуется для обозначения ома использовать омегу.
Закон Ома
Закон Ома – полученный экспериментальным путём (эмпирический) закон, который устанавливает связь силы тока в проводнике с напряжением на концах проводника и его сопротивлением, был открыт в 1826 году немецким физиком-экспериментатором Георгом Омом.
Строгая формулировка закона Ома может быть записана так:
сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах (разности потенциалов) и обратно пропорциональна сопротивлению этого проводника.
Формула закона Ома записывается в следующем виде:
\[ I = \frac{U}{R} \]
где
I – сила тока в проводнике, единица измерения силы тока — ампер [А];
U – электрическое напряжение (разность потенциалов), единица измерения напряжения- вольт [В];
R – электрическое сопротивление проводника, единица измерения электрического сопротивления — ом [Ом].
Ом и зависимости от других величин
Еще на заре исследования электричества ученые заметили, что сила тока, проходящего через разные материалы, отличается, хотя эксперимент проводится в одинаковых условиях, образцы подключаются одинаково к одинаковым источникам. Было сделано предположение, что разные образцы обладают разным сопротивлением электрическому току, которое и определяет силу этого тока.
Был экспериментально получен закон, связывающий силу тока и напряжение (закон Ома). Коэффициент в этом законе назвали сопротивлением электрическому току.
Раньше ученые работали только с постоянным током и только со средами, чье сопротивление электричеству не зависит от силы тока, напряжения, времени и условий, то есть постоянно. Сейчас представления усложнились, но для постоянного тока и постоянного сопротивления по-прежнему верен закон Ома.
Определение омического сопротивления электрическому току:
[Сила тока, А] = [Напряжение, В] / [Сопротивление, Ом]
Говорят, что проводник имеет сопротивление один Ом, если при напряжении в один Вольт через него течет ток один Ампер.
Основные соотношения между электрическим сопротивлением (Ом) и другими физическими величинами:
[Выделяемая тепловая мощность, Вт] = [Сила тока, А] 2 × [Сопротивление проводника, Ом]
[Выделяемая тепловая мощность, Вт] = [Напряжение, В] 2 / [Сопротивление проводника, Ом]
[Действующая сила тока, А] = [Действующее напряжение, В] / [Сопротивление, Ом]
Кратные и дольные единицы
Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.
| декаом | даОм | daΩ | дециом | дОм | dΩ |
| гектоом | гОм | hΩ | сантиом | сОм | cΩ |
| килоом | кОм | kΩ | миллиом | мОм | mΩ |
| мегаом | МОм | MΩ | микроом | мкОм | µΩ |
| гигаом | ГОм | GΩ | наноом | нОм | nΩ |
| тераом | ТОм | TΩ | пикоом | пОм | pΩ |
| петаом | ПОм | PΩ | фемтоом | фОм | fΩ |
| эксаом | ЭОм | EΩ | аттоом | аОм | aΩ |
| зеттаом | ЗОм | ZΩ | зептоом | зОм | zΩ |
| йоттаом | ИОм | YΩ | йоктоом | иОм | yΩ |
| применять не рекомендуется не применяются или редко применяются на практике |
Что такое резисторы?
Радиоэлектронные элементы, имеющие заданное постоянное омическое сопротивление, не проявляющие в разумных пределах индуктивность и емкость, называются в электронике резисторами.
В практике применяются резисторы от долей Ома до десятков мегаомов.
| мегаом / мегом | МОм | MOhm | 1E6 Ом | 1000000 Ом |
| килоом | кОм | kOhm | 1E3 Ом | 1000 Ом |
ЭлектротехникаФормулы Физика Теория Электричество
Если материал понравился Вам и оказался для Вас полезным, поделитесь им со своими друзьями!
Источник: https://calcsbox.com/post/cto-takoe-om.html
Сопротивление тока
Как устроено внутри твердое вещество, в частности, металл? Атомы металла представляют собой кристаллическую решетку из положительно заряженных ионов, между которыми свободно движутся отрицательно заряженные электроны.
Электроны практически не связаны со своими атомами, и, вследствие этого, возможно существование электрического тока в металле, т.е. проводнике. Под действием электрического поля электроны могут перемещаться вдоль проводника. Это понятно. Но возникает вопрос – раз электроны не связаны с ядрами атомов, почему они вообще не вылетают прочь из тела, а продолжают оставаться внутри?
Притяжение ядер атомов
Очевидно, что их что-то удерживает. И удерживает их притяжение ядер атомов. Оно позволяет им почти свободно перемещаться внутри вещества, но ограничивает свободу границами самого тела. Это же притяжение сковывает их передвижение внутри проводника под действием электрического поля. И притяжение это различается у разных веществ, вследствие различий в строении кристаллической решетки.
Соответственно, одни вещества пропускают ток лучше, другие хуже. Поэтому все вещества разделяются на проводники и непроводники тока. Однако, все без исключения вещества все равно противодействуют, как бы сопротивляются прохождению тока через них. Величина, характеризующая это противодействие, называется сопротивлением электрическому току.
Сопротивление электрического тока
Сопротивление проходят в курсе физики восьмого класса. Сопротивление току зависит от структуры вещества, а также от его температуры. При увеличении температуры сопротивление увеличивается. Силу сопротивления в физике измеряют в единицах, называемых Ом. Обозначается сопротивление буквой R. Сопротивление проводника в один Ом – это такое сопротивление, при котором при напряжении на концах проводника в один вольт сила тока равна одному амперу.
Сопротивление проводников различается. Есть проводники, которые проводят ток лучше, как например, серебро или медь, или хуже, как например, железо. От этого зависят потери тока при прохождении через проводник.
У некоторых веществ сопротивление току настолько сильно, что они не способны его проводить в обычных условиях. Такие вещества называют непроводниками. Их используют в качестве изоляторов. Это такие вещества, как фарфор, резина, эбонит и так далее.
Величина, характеризующая сопротивление вещества, называется удельным сопротивлением. Удельные сопротивления различных веществ можно найти из специальных таблиц.
Нужна помощь в учебе?
Предыдущая тема: Электрическое напряжение: определение, формула, вольтметр
Следующая тема: Закон Ома для участка цепи: формулировка и формула, применение
Источник: http://www.nado5.ru/e-book/soprotivlenie-toka
Резисторы
ВНИМАНИЕ!
Здесь приводится очень сокращённый текст статьи. Если данная информация вас заинтересовала, товы можете скачать полную версию статьи по указанной ниже ссылке.
| Скачать бесплатно статью о резисторах (+ программа для преобразования цветовой кодировки в сопротивление и обратно) можно ЗДЕСЬ Не могу скачать :о( |
- РЕЗИСТОРЫ
- Что это такое?
- Обозначение резисторов на электрических схемах
- Зачем они нужны?
- Виды резисторов
- Сопротивление
- Класс точности
- Мощность рассеивания
- Переменные резисторы
- Подстроечные резисторы
Это слово произошло от английского resist. Что в переводе означает сопротивляться. Резисторы также называют сопротивлениями. Что же такое сопротивление? Представьте, что вы идете против ветра. Идти тяжело, потому что Вы испытываетесопротивление воздуха. Затем ветер стихает, и вы идете дальше без особого труда.
То есть сопротивление как бы «исчезает». На самом деле сопротивление остается, только становится значительно меньше, и вы его не чувствуете. Электрический ток, текущий по проводам, также испытывает сопротивление, которое, правда, вызвано другими причинами.
Однако это сопротивление также меняется в зависимости от внешних условий и свойств проводника. Чем тоньше провод – тем больше сопротивление. Чем длиннее провод, тем больше сопротивление. Если вы уже прошли километров десять, то идти становится тяжелее, чем в начале пути.
Это сравнение не совсем правильное с точки зрения физики, но если у вас по физике твердая двойка, оно хоть как-то поможет вам понять вышеописанные свойства проводников.
Итак, от чего же зависит величина сопротивления?
- От длины проводника
- От площади поперечного сечения проводника
- От температуры проводника
- От напряжения, приложенного к концам проводника
- От силы тока
- От материала, из которого изготовлен проводник
Многовато получилось? Но не отчаивайтесь. Многими из этих параметров в реальной практике можно пренебречь. И вообще, мы сейчас говорим о резисторах, а не изучаем законы физики и, в частности, закон Ома. Кстати об омах – пора бы уже поговорить о том, в каких единицах принято измерять сопротивление.
Около двухсот лет назад жил в германии человек по имени Георг Ом. Он и открыл всем известный закон, который впоследствии назвали его именем – закон Ома.
https://www.youtube.com/watch?v=TLb-2X5KXGU
Закон Омамы оставим на потом, а сейчас нужно запомнить главное – сопротивление измеряется в Омах. Что же такое Ом?
Проводник имеет сопротивление 1 Ом, если сила тока, который протекает по этому проводнику, равна 1 А (Ампер), а напряжение, приложенное к концам этого проводника, равно 1 В (Вольт).
Если вы учили в школе физику, то должны знать, что сопротивление обозначается буквой R, напряжение – буквой U, а сила тока – буквой I.
В электронных конструкциях, как правило, используется довольно много различных резисторов. Все их, конечно же, не изготовишь самостоятельно. Да и сопротивление 1 Ом – величина слишком маленькая. Поэтому промышленностью выпускаются резисторы разных номиналов. Но прежде чем перейти к рассмотрению выпускаемых промышленностью резисторов, приведем здесь единицы измерения больших сопротивлений:
1 КОм (килоом) = 1000 Ом
1 МОм (мегаом) = 1000 КОм = 1 000 000 Ом
Виды резисторов
Как уже упоминалось, резисторы бывают трёх видов:
- Постоянные
- Переменные
- Подстроечные
Самый многочисленный класс – это постоянные резисторы – резисторы, сопротивление которых нельзя изменить. Потому они и называются постоянными. С них и начнем.
Старые резисторы имели довольно большой размер, поэтому все номиналы указывались обычными буквами на корпусах этих резисторов. Ну а что же там пишут? Чтобы в этом разораться, рассмотрим основные характеристики постоянных резисторов:
- Сопротивление
- Класс точности (допуск)
- Мощность рассеивания
Есть и другие характеристики, но о них как-нибудь в другой раз. А пока нам хватит и этих.
Сопротивление
Что такое сопротивление мы уже знаем. Осталось узнать, как оно обозначается на корпусах резисторов. Итак,
Если сопротивление меньше 1000 Ом:
В этом случае после цифры, которая указывает значение сопротивления, пишут букву R. Или не пишут совсем никакой буквы. На некоторых старых резисторах советского производства вы можете увидеть слово Ом. На современные резисторы принято наносить следующие символы: сначала пишут целую часть числа, затем буквуR, а затем – дробную часть числа. Примеры обозначения сопротивлений:
100 = 100 Ом
100 R = 100 Ом
Более современные обозначения:
1R5 = 1,5 Ом1R0 = 1 Ом
0R2 = 0,2 Ом
Если первая цифра – 0, то ее обычно не пишут, поэтому:
0R2 = R2 = 0,2 Ом
Если сопротивление больше 1000 Ом:
В этом случае, чтобы не писать большие числа, используют килоомы и мегаомы. Вообще-то есть и более весомые приставки, например Гига- и Тера-, но такие большие сопротивления в электронике практически не встречаются, поэтому ограничимся кило- и мегаомами. Принцип записи значений остается таким же, просто меняются буквы, а, следовательно, и значения сопротивлений. Примеры:
K100 = 100 Ом1К0 = 1 КОм = 1000 Ом1К5 = 1,5 КОм = 1500 ОмM220 = 220 KОм = 220 000 Ом1М0 = 1 МОм = 1000 КОм = 1 000 000 Ом
3М3 = 3,3 МОм = 3300 КОм = 3 300 000 Ом
Но это еще не все. Современная аппаратура имеет небольшие размеры, а значит и компоненты, которые в ней используются, также имеют небольшие размеры. Резисторы нужны маленькие – написать на них какие-либо буквы еще можно, но вот разглядеть эти буквы потом будет непросто. Поэтому была разработана цветовая маркировка резисторов.
Если вы думаете, что это все – то вы сильно ошибаетесь. Есть еще резисторы, предназначенные для поверхностного монтажа (совсем маленькие плоские «деталюшечки» прямоугольной формы).
Такие детали не имеют выводов (вернее, выводы есть – но это не проволочные выводы, а две металлические полоски по краям). Детали для поверхностного монтажа припаивают прямо на печатные проводники платы.
Они занимают мало места и широко применяются в современной аппаратуре. Маркировку сопротивлений на них принято наносить другим способом.
И если вы думаете, что с такими резисторами вы никогда не столкнетесь, то вы глубоко заблуждаетесь. Практически в любой современной аппаратуре используются детали для поверхностного монтажа. К тому же почти все импортные конденсаторы и многие другие детали маркируют таким же образом.
«Ну, наконец-то с резисторами мы разобрались» – подумали вы. И снова жестоко ошиблись. Идем дальше.
Класс точности
Вы помните, как мы изготавливали резистор из нихрома. Его можно было изготовить и без расчетов – просто измерить очень точным омметром участок проволоки, и отрезать нужный кусок. Но в промышленности так никто работать не будет. И вообще, из нихрома делают только низкоомные мощные сопротивления.
А большинство резисторов изготавливают из специального материала. При этом трудно сделать все резисторы абсолютно одинаковыми – по разным причинам происходит разброс параметров. А если так, то все значения сопротивлений – это номинальные параметры, которые в реальности немного отличаются в ту или иную сторону.
Величину этих отличий и определяет класс точности (допуск). Допуск измеряется в процентах.
Пример: резистор 100 Ом +/- 5%
Это означает, что сопротивление реального резистора может отличаться на пять процентов от номинала. Вспомним начальную школу: в нашем случае 100 Ом – это 100%, значит 5% – это 5 Ом.
100 – 5 = 95; 100 + 5 = 105
То есть величина конкретного экземпляра резистора может находиться в пределах от 95 до 105 Ом. Для большинства конструкций – это пустяк. Но в некоторых случаях требуется подобрать более точное сопротивление – тогда выбирают резистор с болеевысоким классом точности. То есть не 5%, а, например 2%.
Осталось узнать, как же этот класс точности обозначают на резисторах.
Если используется цветовой код – то просто смотрите в таблицу. (Если на резисторе всего три полосы, то допуск равен 20%).
На старых резисторах допуск так и пишут: 20%, 10%, 5% и т.п.
Но есть еще буквенная кодировка. Если на резисторе указано сопротивление способом, рассмотренным на стр. 8 и 9, то последняя буква (если она есть) обозначает величину допуска. Значения этих букв приведены в таблице 2.
Мощность рассеивания
Для начала вспомним, что такое мощность. Мощность измеряется в ваттах (обозначается Вт или W). В физике мощность электрического тока обозначается буквой Р.
«Ну хорошо, – скажите вы – мощность резистора мы теперь сможем рассчитать. Ну а зачем нам вообще знать эту мощность? Разве не достаточно знать сопротивление?»
В некоторых случаях достаточно. Если вы разрабатываете устройство, которое не содержит цепей, через которые протекает большой ток, то в это устройство можно устанавливать резисторы любой мощности – ничего с ними не случится. Но если через резистор течет значительный ток, то он может перегреться и выйти из строя (попросту сгореть). Это не только приведет к тому, что ваша конструкция перестанет работать, но в худших случаях может вызвать даже пожар.
Чтобы этого не случилось, в подозрительных ситуациях следует перестраховаться и рассчитать мощность, которая будет выделяться на резисторе – мощность рассеивания. А потом посмотреть в справочнике или на самом резисторе значение мощности и выбрать подходящий экземпляр. Мощность пишется на корпусе резистора либо римскими, либо арабскими цифрами.
На маломощных резисторах мощность обычно не указывают – здесь вам помогут только справочники да собственный практический опыт.
Примеры обозначений:
1 W = 1 ВаттIV W = 4 Ватт2 Вт = 2 ВаттV Вт = 5 Ватт
Источник: http://www.avprog.narod.ru/el/resistor.htm
Удельное электрическое сопротивление и проводимость
Большинство законов физики основано на экспериментах. Имена экспериментаторов увековечены в названиях этих законов. Одним из них был Георг Ом.
Опыты Георга Ома
Он установил в ходе экспериментов по взаимодействию электричества с различными веществами, в том числе металлами фундаментальную взаимосвязь плотности электрического тока, напряжённости электрического поля и свойства вещества, которое получило название «удельная проводимость». Формула, соответствующая этой закономерности, названная как «Закон Ома» выглядит следующим образом:
j= λE, в которой
- j — плотность электрического тока;
- λ — удельная проводимость, именуемая также как «электропроводность»;
- E – напряжённость электрического поля.
В некоторых случаях для обозначения удельной проводимости используется другая буква греческого алфавита — σ. Удельная проводимость зависит от некоторых параметров вещества. На её величину оказывают влияние температура, вещества, давление, если это газ, и самое главное структура этого вещества. Закон Ома соблюдается только для однородных веществ.
Для более удобных расчётов используется величина обратная удельной проводимости.
Она получила название «удельное сопротивление», что так же связано со свойствами вещества, в котором течёт электрический ток, обозначается греческой буквой ρ и имеет размерность Ом*м.
Но поскольку для различных физических явлений применяются разные теоретические обоснования, для удельного сопротивления могут быть использованы альтернативные формулы. Они являются отображением классической электронной теории металлов, а также квантовой теории.
Формулы
В этих утомительных, для простых читателей, формулах появляются такие множители, как постоянная Больцмана, постоянная Авогадро и постоянная Планка. Эти постоянные применяются для расчетов, которые учитывают свободный пробег электронов в проводнике, их скорость при тепловом движении, степень ионизации, концентрацию и плотность вещества. Словом, всё довольно сложно для не специалиста. Чтобы не быть голословным далее можно ознакомиться с тем, как всё выглядит на самом деле:
Особенности металлов
Поскольку движение электронов зависит от однородности вещества, ток в металлическом проводнике течёт соответственно его структуре, которая влияет на распределение электронов в проводнике с учётом его неоднородности. Она определяется не только присутствием включений примесей, но и физическими дефектами – трещинами, пустотами и т.п. Неоднородность проводника увеличивает его удельное сопротивление, которое определяется правилом Маттисена.
Это несложное для понимания правило, по сути, говорит о том, что в проводнике с током можно выделить несколько отдельных удельных сопротивлений. А результирующим значением будет их сумма. Слагаемыми будут удельное сопротивления кристаллической решётки металла, примесей и дефектов проводника. Поскольку этот параметр зависит от природы вещества, для вычисления его определены соответствующие закономерности, в том числе и для смешанных веществ.
Несмотря на то, что сплавы это тоже металлы, они рассматриваются как растворы с хаотической структурой, причём для вычисления удельного сопротивления имеет значение, какие именно металлы входят в состав сплава. В основном большинство сплавов из двух компонентов, которые не принадлежат к переходным, а также к редкоземельным металлам попадают под описание законом Нодгейма.
Как отдельная тема рассматривается удельное сопротивление металлических тонких плёнок. То, что его величина должна быть больше чем у объёмного проводника из такого же металла вполне логично предположить. Но при этом для плёнки вводится специальная эмпирическая формула Фукса, которая описывает взаимозависимость удельного сопротивления и толщины плёнки. Оказывается, в плёнках металлы проявляют свойства полупроводников.
А на процесс переноса зарядов оказывают влияние электроны, которые перемещаются в направлении толщины плёнки и мешают перемещению «продольных» зарядов.
При этом они отражаются от поверхности плёночного проводника, и таким образом один электрон достаточно долго совершает колебания между его двумя поверхностями. Другим существенным фактором увеличения удельного сопротивления является температура проводника.
Чем выше температура – тем сопротивление больше. И наоборот, чем ниже температура, тем сопротивление меньше.
Металлы являются веществами с наименьшим удельным сопротивлением при так называемой «комнатной» температуре. Единственным неметаллом, который оправдывает своё применение как проводник, является углерод. Графит, являющийся одной из его разновидностей, широко используется для изготовления скользящих контактов.
Он имеет очень удачное сочетание таких свойств как удельное сопротивление и коэффициент трения скольжения. Поэтому графит является незаменимым материалом для щёток электродвигателей и других скользящих контактов.
Величины удельных сопротивлений основных веществ, используемых для промышленных целей, приведены в таблице далее.
Сверхпроводимость
При температурах соответствующих сжижению газов, то есть вплоть до температуры жидкого гелия, которая равна – 273 градуса по Цельсию удельное сопротивление уменьшается почти до полного исчезновения.
И не только у хороших металлических проводников, таких как серебро, медь и алюминий. Практически у всех металлов. При таких условиях, которые называются сверхпроводимостью, структура металла не имеет тормозящего влияния на движение зарядов под действием электрического поля.
Поэтому ртуть и большинство металлов становятся сверхпроводниками.
Но, как выяснилось, относительно недавно в 80-х годах 20-го века, некоторые разновидности керамики тоже способны к сверхпроводимости. Причём для этого не надо использовать жидкий гелий. Такие материалы назвали высокотемпературными сверхпроводниками. Однако уже прошло несколько десятков лет, и ассортимент высокотемпературных проводников существенно расширился.
Но массового использования таких высокотемпературных сверхпроводящих элементов не наблюдается. В некоторых странах сделаны единичные инсталляции с заменой обычных медных проводников на высокотемпературные сверхпроводники. Для поддержания нормального режима высокотемпературной сверхпроводимости необходим жидкий азот.
А это получается слишком дорогим техническим решением.
Поэтому, малое значение удельного сопротивления, дарованное Природой меди и алюминию, по-прежнему делает их незаменимыми материалами для изготовления разнообразных проводников электрического тока.
Источник: http://podvi.ru/elektrotexnika/udelnoe-soprotivlenie.html
Основные электротехнические формулы. Мощность. Сопротивление. Ток. Напряжение. Закон Ома
Навигация по справочнику TehTab.ru: главная страница / / Техническая информация / / Физический справочник / / Электрические и магнитные величины / / Понятия и формулы для электричества и магнетизма. / / Основные электротехнические формулы. Мощность. Сопротивление. Ток. Напряжение. Закон Ома.
Основные электротехнические формулы. Мощность. Сопротивление. Ток. Напряжение. Закон Ома.
| ||||||
Источник: http://tehtab.ru/guide/guidephysics/electricityandmagnethism/conseptsandformulas/mainelectricalformulas/
Сопротивление электрической цепи
Сопротивление электрической цепи – это величина, которая описывает способность проводника не пропускать электрический ток через себя. Сопротивление электрической цепи равняется напряжению на концах проводника, деленному на силу тока, которая течет по данному проводнику.
Сопротивление электрической цепи переменного тока и переменного электрического поля можно характеризовать с помощью таких понятий, как импеданс и волновое сопротивление. Сопротивление, или резистор – это не только физическое явление, но и радиоэлектронная деталь, которая позволяет создавать активное сопротивление в электрической цепи.
Как правило, сопротивление электрической цепи обозначается буквой R или r. Данную величину принимают за константу в определенных пределах для конкретного проводника. Формула для расчета сопротивления электрической цепи:
R = U/I,
где
R — сопротивление электрической цепи, Ом;
U — разность электрических потенциалов, или напряжение, на концах проводника, В;
I — сила тока, текущего между концами проводника благодаря разности потенциалов, А.
Влияние размера (площади поперечного сечения и длины) проводника и материала, из которого он изготовлен, на сопротивление электрической цепи
В металле роль подвижных переносчиков электрического заряда играют свободные электроны. Они ведут себя таким образом, что их можно считать эквивалентными молекулам в газе, хаотично двигающимся. Обычно в физике свободно движущиеся электроны принимают за электронный газ, это означает, что при первом приближении они подчиняются тем же законам, с помощью которых описывают молекулы в идеальном газе.
Вид металла, который был использован при изготовлении проводника, влияет на плотность электронного газа и строение его кристаллической решетки. Отсюда следует, что и сопротивление проводника зависит от материала, из которого он изготовлен. Также оно зависит от длины проводника, площади его поперечного сечения и температуры.
От величины сечения проводника напрямую зависит сопротивление. Так происходит потому, что поток электронов одинаковой силы при прохождении через меньшее сечение приобретает большую плотность, при этом электроны начинают взаимодействовать с частицами вещества, из которого изготовлен проводник, более активно.
Из формулы
R = (ρ•L)/S,
видно, что сопротивление проводника прямо зависит от его длины и обратно — от площади его поперечного сечения. Удельное сопротивление вещества ρ показывает, как зависит сопротивление проводника от материала, из которого он сделан, и от внешних факторов. Его величину при необходимости берут из справочных таблиц, у каждого вещества оно различное.
Существует также величина, σ, обратная удельному сопротивлению. Она называется удельной проводимостью.
Сопротивление тела человека
Грань между безопасным и опасным для здоровья человека воздействием электрического тока зафиксирована на значении 1кОм при частоте напряжения тока 50 Гц. Но данную величину никак нельзя назвать сопротивлением человеческого тела.
Сопротивление тела человека зависит от множества факторов и является нелинейным по отношению к приложенному напряжению, а также не омическим. Здесь важны изменения во времени, также нужно учитывать тот факт, что человек при волнении потеет и его сопротивление понижается.
Существуют и другие причины, из-за которых однозначно определить сопротивление тела человека не так просто, как сопротивление электрической цепи.
Заметные повреждения человек получает при прохождении через его тело тока силой от 100 мА и выше. Ток силы 1 мА принят как абсолютно безопасный. Также удельное сопротивление тела человека подвержено влиянию со стороны состояния его кожи.
Если она сухая, то ее сопротивление равно примерно 10000 Ом•м и чтобы достигнуть повреждений, необходимо подать ток с большим напряжением. Если же кожа сырая, то сопротивление сильно понижается и ток напряжением выше 12 В становится опасным.
Удельное сопротивление крови равно 1 Ом•м при 50 Гц.
Источник: https://www.calc.ru/Soprotivleniye-Elektricheskoy-Tsepi.html
Обозначения на мультиметре как расшифровать
Мультиметр – один из самых необходимых и многофункциональных приборов электрика. Наверняка все помнят, как на уроках физики в школе измеряли напряжение вольтметром, сопротивление – омметром, силу тока – амперметром. Так вот, мультиметр воплотил в себе все эти измерительные приборы, а также несколько других, о которых чуть ниже расскажем подробнее.
Сам по себе мультиметр работать не будет, все зависит от знания мастера и умения пользоваться этим прибором. То есть, чтобы измерить какой-либо параметр, сначала нужно правильно выставить переключатель, знать какой щуп в какое гнездо воткнуть, и так далее. Поэтому, прежде чем брать прибор в руки, нужно научиться им правильно пользоваться.
| Внимание! В данной статье описывается стандартный мультиметр с наиболее распространенными функциями. В зависимости от модели мультиметра, его функционал может быть больше и включать в себя дополнительные возможности. Здесь описываются только те, которые имеются практически в каждом приборе, а также расшифровка обозначений на мультиметре. |
Вкратце опишем основные компоненты прибора:
- 1. Электронное табло
- 2. Шкала обозначений
- 3. Переключатель
- 4. Кнопка “ВКЛ/ВЫКЛ” (вместо нее бывает специальное положение для регулятора)
- 5. Разъемы для щупов
- 6. Специальные разъемы для проверки транзисторов (присутствуют на некоторых тестерах)
- 7. Индикатор прозвонки (зуммер и светодиод красного цвета)
- 8. Батарейка
Из всего вышеперечисленного самым важным моментом является шкала обозначений, так как если вы неправильно выставите регулятор, то можете сжечь измеряемую радиодеталь или сам прибор. Поэтому расшифровка обозначений на мультиметре очень важный момент при работе с этим прибором.
Обозначения на мультиметре
Шкала обозначений включает в себя круговой переключатель положений, а также символы, обозначающие те или иные параметры, разбитые на сектора.
Каждый сектор отвечает за измерение одного конкретного параметра (например сопротивления). Внутри сектора имеется несколько положений регулятора, каждое положение обозначает измеряемый номинал. Каждый сектор обозначается специальным символом. Все сектора разделяются между собой линиями.
Куда подключать щупы мультиметра
Щупы для мультиметра идут в комплекте. Один щуп – красный, второй – черный. Корпус щупа выполнен из диэлектрика, на конце – заостренный металлический стержень
Внимание! Помните золотое правило: красный – всегда плюс, черный – всегда минус. Поэтому важно не перепутать гнезда подключения, иначе есть риск запутаться. Красный щуп всегда кидаем на плюс, черный – на минус.
Щупы подключаются к специальным гнездам, также имеющим обозначения. Самих гнезд может быть три или четыре, в зависимости от модели мультиметра.
Гнезда для подключения щупов:
- 1. Гнездо “СОМ” – обозначает минус (масса, общий). В него подключается щуп черного цвета. Всем известно, что при замере переменного напряжения, допустим, в розетке, полярность не имеет значения. Тем не менее, следуйте следующему правилу: если есть определенный провод (щуп) и для него имеется специальное отверстие, то нужно подключать этот провод именно в это отверстие, так как черный цвет провода недвусмысленно нам намекает на то что он – минусовой.
- 2. Гнездо «VΩCX+» — обозначает плюс, к нему подключается красный провод. Это гнездо используется при измерении сопротивления, напряжения, частоты, температуры, проверки диодов и транзисторов. Проще говоря, это гнездо используется во всех измерениях, за исключением измерения силы тока.
- 3. Гнездо “20А” – специальное гнездо. К нему подключается красный щуп, а функция этого гнезда – измерение силы тока величиной до 20 ампер. 20 ампер это очень большая сила тока, поэтому будьте осторожны. Опять же, очень важное правило: при измерении силы тока, прибор (в нашем случае – мультиметр) нужно подключать к цепи последовательно и только так. Если рядом с этим гнездом увидите надпись “UNFUSED”, то имейте ввиду, что измерение производится без использования предохранителя, поэтому постарайтесь не сжечь прибор. Также нужно знать, как обозначается постоянный ток на мультиметре.
- 4. Гнездо “MACX” – гнездо для измерения силы тока малых значений микро- и миллиампер. Если рядом окажется надпись «0.2А MAX FUSED» — значит измерение производится с защитой прибора предохранителем, максимальное значение измерения – 0.2 ампера.
На приборе может быть нарисован красный треугольник с надписью “МАХ 600V” (значения могут отличаться в зависимости от модели мультиметра). Это максимальное значение измерения напряжения. Нельзя замерять напряжение выше этого параметра.
Внимание! Если вам неизвестны пределы измеряемого значения – устанавливайте регулятор на максимальное значение, по мере измерения – двигайтесь в меньшую сторону. Например, мы знаем, что измеряемый прибор (например, аккумулятор) имеет постоянное напряжение, но не знаем примерный диапазон (то-ли 24 вольта, то-ли 12 вольт, а может быть и 1.6 вольт). В этом случае устанавливаем регулятор на максимальное значение сектора измерения постоянного напряжения и двигаемся в меньшую сторону.
Очень важно! Проводя любые измерения, ни в коем случае не держитесь пальцами за металлическую часть щупа, особенно при каких-либо измерениях опасного напряжения или силы тока.
Диапазоны переключателя мультиметра
Сначала затронем тему включения и выключения мультиметра. Обычно присутствует кнопка “ON/OFF”, но на некоторых моделях мультиметров имеется специальный сектор с таким же названием. Также есть тестеры, которые выключаются самостоятельно, спустя некоторое время.
Сам же регулятор, или переключатель – кому как больше нравится, модно крутить хоть по часовой, хоть против часовой стрелки. Что измерить какой-либо параметр – просто переведите регулятор в нужный сектор на нужное значение.
Важно! Сектора обозначаются буквами, номиналы – цифрами.
Расшифровка обозначений на мультиметре, которую нужно запомнить раз и навсегда:
- 1. DCV – сектор измерения постоянного напряжения
- 2. ACV – сектор измерения переменного напряжения
- 3. DCA – сектор измерения силы постоянного тока
- 4. ACA – сектор измерения переменного тока
Как обозначается сопротивление на мультиметре
Из школьного курса физики мы помним, что сопротивление измеряется в Омах, в честь немецкого физика Георга Симона Ома. Обозначение на мультиметре — «Ω», номиналы сопротивления на стандартном приборе следующие: 20 Ом, 200 Ом, 2 кОм, 20 кОм, 200 кОм, 2 МОМ, 20 МОМ, 200 МОМ. В зависимости от модели используемого мультиметра диапазон значений может быть иным.
Измерение этого параметра является очень популярным как в радиоэлектронике, так и в электрике. С помощью сопротивления можно очень быстро проверить работоспособность лампочки, спирали, провода и т.д.
Для измерения сопротивления переставьте регулятор в сектор «Ω» и выберите нужное значение.
Обозначение постоянного напряжения на мультиметрах
Напряжение измеряется в Вольтах, в честь итальянского физика Алессандро Вольта. Выше мы уже писали, что сектор измерения постоянного напряжения обозначается аббревиатурой “DCV”. Но, на многих моделях вместо этого сокращения используют символ “V－”. В этом сокращении буква “V” обозначает напряжение, а символ “－” – постоянное.
Также, чтобы не перепутать сектор постоянного напряжения с переменным, запомните следующее: диапазон значений сектора постоянного напряжения шире, чем диапазон переменного.
Для измерения постоянного напряжения необходимо выставить регулятор на нужное значение в секторе “V－”.
Внимание! Если в процессе измерения вы перепутали полюса, то на дисплее отобразится то же самое значение, но со знаком “－”. В этом нет ничего страшного.
Обозначение переменного напряжения
Переменное напряжение также измеряется в Вольтах. Аббревиатура “ACV”, либо, как в предыдущем случае, сокращение “V~” – обозначение на мультиметре, расшифровка – “v” – напряжение, знак “~” — переменное.
Для электрика этот параметр является основной задачей, поскольку в розетках, выключателях и т.д. всегда используется переменное напряжение. Наши сети работают на 220 Вольт, а на мультиметре присутствуют значения 700 В (750В) и 200 В.
Один знакомый как-то раз спросил меня, для чего на мультиметре имеется значение в 200 Вольт, если в сети используется переменное напряжение 220, а переменка в 200 Вольт и ниже вообще не используется. Так вот, примите к сведению: практически вся Америка использует стандарт 110 Вольт переменного напряжения.
При замере переменного напряжения полярность не важна. То есть при измерении напряжения в розетке без разницы, в какой разъем розетки вы воткнете красный и черный щуп.
Как обозначается постоянный ток на мультиметре
Сила тока измеряется в Амперах в честь французского физика Анри Ампера. На мультиметре сектор измерения постоянного тока обозначается как DCA, либо просто DC. Регулятор, как и в предыдущих случаях, выставляется на нужное для измерения значение в секторе DC.
Не забывайте о том, что для измерения силы тока прибор подключается последовательно. Что это значит? Для измерения силы тока мы разрываем цепь.
Например, нам нужно замерить силу тока в фазном проводе. Нельзя просто взять и прикоснуться в двух местах щупами к проводу. Должен быть разрыв провода (или цепи), именно в этот разрыв мы подключаем прибор.
Как обозначается переменный ток на мультиметре
Не каждый тестер способен измерить силу переменного тока, но на некоторых моделях такая функция присутствует. На вопрос “как обозначается переменный ток на мультиметре” ответим: аналогично обозначению переменного напряжения, сектор переменного тока обозначается как «A~».
Вообще, мультиметр плохо подходит для измерения переменного тока. Лучше для этой цели использовать токоизмерительные клещи.
Что такое сектор hFE?
Некоторые владельцы мультиметров могут увидеть у себя на приборе сектор hFE, а в придачу к нему – два гнезда по четыре разъема в каждом. Этот сектор отвечает за проверку транзисторов (измерение значения коэффициента передачи тока). Гнезда подписаны “NPN” и “PNP”, а разъемы – буквами “E”, “B”, “C”.
Существует два типа транзисторов: транзистор типа “PNP-переход”, транзистор типа “NPN-переход”. Буквы “E”, “B”, “C” обозначают “эмиттер”, “база”, “коллектор” соответственно.
Чтобы проверить транзистор, выставьте регулятор на сектор hFE, посмотрите распиновку его ножек, тип транзистора, потом вставьте сам транзистор в нужный разъем. Если ваш транзистор неисправен, то прибор покажет значение “0”. Конечно, многих начинающих электриков пугает аббревиатура hFE, но для этого и нужна расшифровка обозначений на мультиметре, чтобы все непонятное стало понятным.
Тест диодов
Выше упоминалось, что практически в каждом мультиметре есть специальный светодиод и зуммер. Кроме этого, на шкале измерений должен быть сектор с нарисованным диодом. Это все необходимо для проверки диодов на работоспособность, а также проверки целостности цепей и всего прочего, сопротивлением не больше 50 Ом.
Чтобы проверить диод, нужно вспомнить о его свойствах. Диод пропускает ток только в одну сторону. Выставляем регулятор на значок диода и начинаем проверять, меняя полюса. Исправный диод в одном положении на дисплее выдаст значение 1, при этом светодиод загорится, а зуммер запищит. При смене полюсов – мультиметр покажет значение диода, например, 436 милливольт. Неисправный диод – будет прозваниваться в обе стороны.
Это лишь поверхностные принципы работы диода, но для проверки исправности диода мультиметром этого достаточно.
Проверка емкости конденсаторов
Чтобы измерить емкость конденсатора необходимо установить переключатель в диапазон F (Фарад). Для проверки ёмкости конденсатора мультиметр должен иметь эту функцию. Чтобы произвести измерение, используют гнёзда -CX+. «-» и «+» означают полярность подключения.
Диапазон измерения емкости в данном мультиметре варьируется от 200 микрофарад до 20 наноФарад.
Что означает kHz?
Этот параметр присутствует не на всех приборах. “Hz” – единица измерения частоты (Герц). С помощью данного сектора можно измерить частоту сигнала.
Для чего нужна кнопка hold
Такая кнопка тоже присутствует не на всех приборах, полное ее название – “Data hold”. Она служит для того, чтобы зафиксировать полученные данные на дисплее. Нужное значение будет отображаться ровно до повторного нажатия этой кнопки. Кто-то считает ее бесполезной, кто-то периодически ее использует.
Источник: https://electricvdome.ru/instrument-electrica/rasshifrovka-oboznachenij-na-multimetre.html
