Законы постоянного тока. Решение задач

1. Тема урока: Решение задач по теме «Законы постоянного тока» ,

R
Тема урока:
I
U
Решение задач по теме
«Законы постоянного тока»
,
Подготовила: Сергиенко Г.И.,
учитель физики Городецкой ОШ,
Северо-Казахстанской области

2. Цели урока:

• Повторить, систематизировать и
проверить свои знания.
• Научиться решать задачи по теме
«Законы постоянного тока»
• Развивать внимательность,
расширить свой кругозор и опыт.

3. Ожидаемый результат:

• Знаю обозначения физических величин,
единицы их измерения, формулы, закон
Ома для участка цепи, закон ДжоуляЛенца, законы последовательного и
параллельного соединения
• умею применять теоретические знания
при решении задач, выражать величины
из формул, составлять электрические
цепи, производить измерения.

5. Вопрос?

*Вопрос?
В последнее время
вместо ламп
накаливания все чаще
используют
люминесцентные лампы.
Это экономичные
энергосберегающие
лампы с очень хорошей
светимостью.
Действительно ли они
дают экономию? Давайте
попробуем вычислить.

6. Задача:

Пусть в нашей школе заменили 100 ламп.
Мощность люминесцентной лампы 15 Ватт, а
мощность лампы накаливания 100 Ватт.
Сравнить стоимость затраченной
электроэнергии ламп за месяц, если они горят
ежедневно по 12 часов. Счётчики
электроэнергии показывают работу
электрического тока. Следовательно
необходимо найти работу тока за месяц и
стоимость израсходованной электроэнергии
при тарифе 12 тенге за 1 кВт·ч.

7. Решение задачи

* Решение задачи
Дано:
N = 100 шт.
Р1 = 15Вт
Р2 = 100Вт

t = 1296000с
1кВт·ч = 12 т
Решение:
А = Р·t·N
А1= 15Вт·1296000с·100 = 194400000Вт·с = 540 кВт·ч;
Ц
= 6480т
А2= 100Вт·1296000с·100 = 12960000000 Вт·с = 3600кВт·ч;
Ц = 43200т
Экономия за месяц составит: 43200т–6480т =
А1-?
36720т
Экономия за год составит:440640т !!!!!
А2-?
Есть смысл экономить?
Важно ещё то, что при
изготовлении ламп
не используются токсичные вещества.
Найди правильную дорогу:
U
Сила тока
А
I
Сопротивление
Ом
S
R
ρ
Удельное
сопротивление
м
мм2
Длина
Ом*мм2/м
Площадь
В
ℓ
Напряжение
баллы: «5»-6 правильных ответов
«4»-5 правильных ответов
«3»- 3 правильных ответов
«2»- 2-1 правильных ответов
Установи соответствие между физической
величиной и выражением.
It
А
P/I
UIt
q
Р
Uq
U/R
U
I
IR
A/U
A/t
UI
P/U
Оценки: «5»-5 правильных ответов
«4»-4 правильных ответа
«3»- 3 правильных ответа
«2»- 2-1 правильных ответов
I, А
I, А
1
3
2,5
0,5
2,0
0,4
2
1,5
0,3
1,0
0,2
0,5
0,1
0
20
30
40
U
0
0,6
1,2
По графикам рассчитайте электрическое сопротивление проводников
1,8
U

13. Минутка отдыха

Большинство людей реагирует
на силу тока 0,001 А.
Безопасная сила тока
Безопасное напряжение
в сыром помещении — до 12 В.
В сухом помещении — до 36 В.
• А) Ампермет р — параллельно.
• В) Вольт мет р — параллельно.
• С) Вольт мет р — последоват ельно.
• Д) Ампермет р – последоват ельно.
Последовательное
Параллельное
R2
R1
I0
I0
I0
1.
I1 = I2 = I0 = пост.
1.
2
R1 + R2 = R0
2.
3.
4.
3.
U1 + U2 = U0
I1 = I2
U1 R1
=
U2
R2
U~R
U1 = U2 = U3 = пост.
I1 + I2 = I0
1
R1
4.
+
U1 = U2
I ~ 1/ R
1
R2
=
1
R0
I1
R
= 2
I2
R1
R0= R1/n
V
А
I=2А
А
А
I=1А
I=2А
U2=5 B
1 Oм
2 Ом
I=3А
А
R=3Ом
V
U=6 В
Холодильник Если вы поставите холодильник в Холодильник надо ставить в самое
комнате, где температура
прохладное место кухни,
0
достигает 30 С, то потребление желательно возле наружной стены,
энергии удвоится
но ни в коем случае не рядом с
плитой
Утюг
Чтобы отгладить пересушенное
белье, нужен более горячий
утюг, а значит,
энергопотребление больше
Чтобы немного сэкономить при
глажке, оставляйте белье чуть-чуть
недосушенным
Пылесос
При использовании пылесоса на Чаще опорожняйте пылесборник
треть заполненный мешок для вашего пылесоса
сбора пыли ухудшает
всасывание на 40%,
соответственно, на эту же
величину возрастает расход
потребления электроэнергии
I2 ?
R=2 Ом
1А
А
А
V
U=4 В
I1=1 А
4В
?
V
2 Ом
А
1А
4Ом
V
2В ?
Чему равно полное сопротивление?
2Ом
4Ом
6Ом
5Ом
1Ом
Ответ: 2Ом
10 Ом
10 Ом

Ответ: 15 Ом
Как изменится показания амперметра,
если ключ из положения 1 перевести
в положение 2 ?
+
1
А
2
R2
R1
—
Как изменятся показания амперметра
после замыкания ключа?
А
+
—
К
R
R

27.

Минутка отдыха Общее сопротивление тела человека
(от конца одной руки до конца другой)
при неповреждённой коже рук:
сухая кожа —
104…106 Ом
влажная кожа —

Вид ткани тела человека
Удельное сопротивление, p
Кожа (сухая)
0,33
Кости
1,0
Кровь
1,8*10-6
Мышцы
1,5*10-6
Ом мм 2
м
Соберите электрическую цепь по этой принципиальной схеме.
Вычислите общее
сопротивление
спиралей ламп.
A
V

29. II. Закон Ома.

IUR
. Решение
количественных задач.
3.5 Решите задачу (Письменно).
Катушка намотана нихромовой проволокой площадью поперечного
сечения 0,75 мм2.
Какова длина проволоки, если при напряжении на её концах 4,4 В
сила тока в ней равна 20 мА?
Вещество
*
Удельное
сопротивление ρ,
Ом мм 2
м
Вольфрам
0,055
Алюминий
0,025
Нихром
1,1

30. II. Закон Ома.

IUR
Решение
количественных задач.
3.5
Дано:
I 20 мА 0,02 А
S 0,75 мм 2 ;
Ом мм 2
1,1
м
U 4,4 В
l ?
U
U
I R
R
I
4,4 В
R
220 Ом
0,02 А
l
R
RS l
S
RS
220 Ом 0,75 мм 2
l
;l
150 м
2
Ом мм
p
1,1
м
*
1
2
*ι – длина проводника; ι1 = ι2
*ρ – удельное сопротивление проводника ; ρ1 = ρ2
*S — площадь поперечного сечения проводника; S1 >
S2
*t – время протекания тока;
t1=t
2
*Сравните количества теплоты, выделяемые
проводниками при таком их соединении

32. Решение задачи

*
Решение задачи
1. Проводники соединены последовательно, значит
*
*
l1 = l2 = const.
Q = l2 Rt
*
*
(Q прямо пропорционально R)
Значит проводник с БОЛЬШИМ сопротивлением
выделит БОЛЬШЕЕ количество теплоты и
наоборот)
*
2. R = ρι/S, (R обратно пропорционально S при
прочих равных условиях)
*
Поскольку S1 > S2, значит R1
*
первый проводник выделит меньшее количество
теплоты

33.

Задача *
Задача
1
2
*ι – длина проводника; ι1 = ι2
*ρ – удельное сопротивление проводника ;
ρ1
= ρ2
*S — площадь поперечного сечения проводника;
S1 > S2
* t – время протекания тока; t 1 = t 2
*Сравните количества теплоты, выделяемые
проводниками при таком их соединении

34. Решение задачи

*
Решение задачи
1. Проводники соединены параллельно, значит
*
U1 = U2 = const.
*
Q = Ult, Q = Ut (U/ R), т.е
*
*
Q = U2t/R
(Q обратно пропорционально R)
Значит проводник с МЕНЬШИМ сопротивлением
выделит БОЛЬШЕЕ количество теплоты)
*
2. R = ρι/S, (R обратно пропорционально S при
прочих равных условиях)
*
Поскольку S1 > S2, значит R1
*
первый проводник выделит большее количество
теплоты

35. III. Проверь себя. (письменно)

!!!
III. Проверь себя.
(письменно)
1) Два мотка медной проволоки одинакового сечения
имеют соответственно длину 50 и 150 м.

Какой из них
обладает большим сопротивлением и во сколько раз?
А. Первый в 3 раза
Б. Второй в 3 раза
2) Какой из проводников имеет большее сопротивление?
А. Первый
Б. Второй
3) Какова сила тока, проходящего по никелиновой
проволоке длиной 25 см и сечением 0,1мм2, если
напряжение на её конце равно 6 В? (ρник.пр. = 0,4 Ом*мм2/м)
А. 2 А
Б. 10 А
В. 6 А

36. III. Проверь себя. Ответы

1) Б
2) Б
3) В
U
l
I ; R
R
S
US
I
l
6 В 0,1мм 2
I
6А
2
Ом мм
0,4
0,25 м
м

37. Домашнее задание.

– Повторить раздел «Законы
постоянного тока».
– Подготовиться к контрольной
работе.
– Творческое задание –изготовить
шпаргалку для контрольной
работы

%d0%b7%d0%b0%d0%ba%d0%be%d0%bd — со всех языков на все языки

Все языкиРусскийАнглийскийИспанский────────Айнский языкАканАлбанскийАлтайскийАрабскийАрагонскийАрмянскийАрумынскийАстурийскийАфрикаансБагобоБаскскийБашкирскийБелорусскийБолгарскийБурятскийВаллийскийВарайскийВенгерскийВепсскийВерхнелужицкийВьетнамскийГаитянскийГреческийГрузинскийГуараниГэльскийДатскийДолганскийДревнерусский языкИвритИдишИнгушскийИндонезийскийИнупиакИрландскийИсландскийИтальянскийЙорубаКазахскийКарачаевскийКаталанскийКвеньяКечуаКиргизскийКитайскийКлингонскийКомиКомиКорейскийКриКрымскотатарскийКумыкскийКурдскийКхмерскийЛатинскийЛатышскийЛингалаЛитовскийЛюксембургскийМайяМакедонскийМалайскийМаньчжурскийМаориМарийскийМикенскийМокшанскийМонгольскийНауатльНемецкийНидерландскийНогайскийНорвежскийОрокскийОсетинскийОсманскийПалиПапьяментоПенджабскийПерсидскийПольскийПортугальскийРумынский, МолдавскийСанскритСеверносаамскийСербскийСефардскийСилезскийСловацкийСловенскийСуахилиТагальскийТаджикскийТайскийТатарскийТвиТибетскийТофаларскийТувинскийТурецкийТуркменскийУдмурдскийУзбекскийУйгурскийУкраинскийУрдуУрумскийФарерскийФинскийФранцузскийХиндиХорватскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧеркесскийЧерокиЧеченскийЧешскийЧувашскийШайенскогоШведскийШорскийШумерскийЭвенкийскийЭльзасскийЭрзянскийЭсперантоЭстонскийЮпийскийЯкутскийЯпонский

 

Все языкиРусскийАнглийскийИспанский────────АймараАйнский языкАлбанскийАлтайскийАрабскийАрмянскийАфрикаансБаскскийБашкирскийБелорусскийБолгарскийВенгерскийВепсскийВодскийВьетнамскийГаитянскийГалисийскийГреческийГрузинскийДатскийДревнерусский языкИвритИдишИжорскийИнгушскийИндонезийскийИрландскийИсландскийИтальянскийЙорубаКазахскийКарачаевскийКаталанскийКвеньяКечуаКитайскийКлингонскийКорейскийКрымскотатарскийКумыкскийКурдскийКхмерскийЛатинскийЛатышскийЛингалаЛитовскийЛожбанМайяМакедонскийМалайскийМальтийскийМаориМарийскийМокшанскийМонгольскийНемецкийНидерландскийНорвежскийОсетинскийПалиПапьяментоПенджабскийПерсидскийПольскийПортугальскийПуштуРумынский, МолдавскийСербскийСловацкийСловенскийСуахилиТагальскийТаджикскийТайскийТамильскийТатарскийТурецкийТуркменскийУдмурдскийУзбекскийУйгурскийУкраинскийУрдуУрумскийФарерскийФинскийФранцузскийХиндиХорватскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧаморроЧерокиЧеченскийЧешскийЧувашскийШведскийШорскийЭвенкийскийЭльзасскийЭрзянскийЭсперантоЭстонскийЯкутскийЯпонский

Полит-электротехника.

Моделирование социально-политических процессов электрическими цепями

Электротехника и политика. Наука развивается однобоко, например электротехника имеет фундаментальную базу и удобные прикладные инструменты моделирования, а политика лишена всего этого. Когда-нибудь человечество создаст полит-технику (вначале полит-физику) и все полит-процессы будут такими же понятными и предсказуемыми как электричество.

Попробуем провести заимствование и посмотреть на политические процессы «глазами» и законами электротехники, а затем применить для моделирования политических процессов известные симуляторы электрических схем. Будущие «Закон Ома / Киргофа для цифровой политической цепи» — будут отличаться от своих прототипов собственной метамоделью, интерпретирующей законы общества в соответствующие законы природы, которые существуют объективно, т.е. независимо от представлений человека о них.

С политикой пока всё иначе: даже древнегреческий этап становления » науки о политике» — не пройден (начальный этап оцифровки политики).

Полит-электротехника — одно из направлений цифровизации политики, когда на помощь имитационному моделированию социально-политических процессов приходит схемотехника, т.е. использование обычных визуальных симуляторов электрических цепей при моделировании социально-политических процессов (событий, кризисов, катастроф).

Подход продемонстрирован на упрощенной модели общества потребления, а в качестве симулятора электронных схем использован falstad.

Введение

План исследования:

А) Выбран объект исследования социально-политического характера

Б) Проведена интерпретация законов объекта исследования в законы электротехники (метамодель)

В) Построен фрагмент модели объект исследования, модель продемонстрирована средствами симулятора электронных цепей falstad

Объект исследования – общество потребления (consumer society)
Более доходчиво о нем рассказывал Эрих Фромм
Если кто-то из жителей хотя бы города-полмиллионика хочет посмотреть на consumer society, то для этого достаточно выглянуть в окно.

Если социально-политические процессы (события) могут быть интерпретированы и представлены метамоделью, подчиняющейся схожим законам электрических процессов, то политику можно описывать с помощью правил (теории) электротехники, начиная с закона Ома. Такой вариант моделирования политических и социальных процессов позволит использование надежных, изученных и математически строгих механизмов, а главное готовых инструментов имитационного моделирования.

Предлагаемая метамодель «Полит-электротехника. Общество потребления» основана на эмпирических законах (законы, имеющие своим источником опыт, основанный на непосредственных наблюдениях) общества потребления и качественно отражает происходящие в этом обществе процессы. Точнее: основана на «непосредственных наблюдениях» автора, т.к. не удалось подобрать подходящую известную (опубликованную) математическую модель рассматриваемого общества.

Несмотря на то, что приведенная модель общества потребления упрощена, в рамках предложенного инструмента (симулятора) и метамодели она может быть детализирована и дополнена количественными параметрами, отражающими реальную статистику, ситуацию на рынке, параметры бюджетов, налогов, изменение курса национальной валюты и т. п.

Для исследования законов электротехники есть разнообразные симуляторы электронных схем. Примеры выполнены в falstad (java апплет), по тексту даны прямые ссылки на полученные схемы (без дублирования по тексту), если ссылки не работают — проверьте установку Java машины, попробуйте другой браузер и т.п.

Важен именно визуальный симулятор процесса, т.к. он позволяет наглядно показать «физику процесса», общий подход, метамодель, а также продемонстрировать динамику конкретного процесса. Смотреть на «голые формулы» и системы уравнений Киргофа – не лучший способ быстро вникнуть в модель, позволяющую чрез эквиваленты тока и напряжения определять текущие политические течения и напряженность общества.

1 Метамодель

Электрические величины AMP, VOLT, OHM интерпретируется социально-политической МетаТроицей:

• ток, сила тока (А) = сила какого-либо действия, например, объем потребления товаров (по аналогии — уровень потребления тока) в обществе потребления или объем протестов при недовольстве общества от снижения уровня потребления.
• напряжение (В) = уровень социального напряжения в обществе, т.е. «протестного» движения. Напряженность в обществе, как некий потенциал, способный трансформироваться в кинетическую энергию в виде протеста.
• сопротивление (Ом) = сопротивление переходу от некой потенциальной угрозы в практическую плоскость, деятельность. Противодействие переходу накопленного потенциала в ток (движение электронов как движение людей), например, в открытое протестное движение.

Законы электротехники приводить не будем: мало того, что они известны и объективны, они уже заложены в любой симулятор электроцепей.

Некоторые законы общества потребления (совсем кратко, чтобы лишь было общее представление):

1. Запросы на потребление всегда растут, т.к. всегда хочется «больше и больше» (сегодня потреблять обязательно больше чем вчера).
2. Запросы на потребление (ожидание потребления) всегда больше способности реально «потребить», в первую очередь из-за ограничения бюджета на покупки \ услуги.
3. Разность между запросом на потребление (ожиданием) и бюджетом (реальностью) трансформируется в протест. Сила общества потребления — как «сила ожидаемого потребления» означает «присутствующую в обществе совокупную силу» и складывается из «силы потребления» (сила потреблять товары и услуги) и силу протестного движения.

Основной раздражитель в обществе — это невозможность потребить столько, сколько планировалось (ожидалось). Раздражитель создает напряжение и в зависимости от поведения властей существуют разные варианты понижения напряжения: гашения напряженности путем управления силами протеста или увеличения бюджета на потребление.

2 Базовая модель

Базовая модель общества потребления включает три основных контура (контурная троица).

2.1 Контур потребления

В основе имитационной социально-политической модели Общества потребления лежит «контур потребления» (иногда он единственный).

Рассмотрим упрощенное представление «процесса потребления»: есть генератор (источник) желаний и есть исполнитель (реализатор) желаний.

В самом простом виде это выглядит так:

Основная сила общества потребления – в силе «потреблять», поэтому источником энергии изначально и будет «сила желания потреблять». В качестве источника желаний (генератора желаний) используем источник питания.

Гелик

Силу желания потреблять — покажем на простом примере. Возьмём не большое и сложное общество в целом, а его маленький кусочек — семью, причем не все потребности семьи, а только в части автотранспорта.

Причем даже не реальные потребности, а имиджевые — т.к. это основные потребности общества потребления, вследствие того, что общество потребления находится не у подножья пирамиды Маслоу.

Например, у семьи есть потребность купить (иметь) два «больших черных джипа» (БЧД). БЧД, например, Гелик — будем использовать как единицу потребления (и символ общества потребления), т.к. семье и ездить особо некуда (не нужно), а если и нужно раз в месяц, то дорога исключительно с хорошим асфальтом.

Грамотно это называют «иррациональной потребительской культурой», т. е. Гелендваген нужен не для преодоления бездорожья (решения функциональных задач), а как демонстрация социального статуса (успешности, т.е. для решения нефункциональных задач).

Будем считать (для примера), что в 2013 налоги и цены были «удовлетворительными», т.е. полностью удовлетворяли нашим потребностям (ожиданиям, чаяниям) в «Два Гелендваген». Был и достаточный бюджет.

Схема «Выявил — удовлетворил»

Схема «Выявил — удовлетворил» с комментариями:

Задающий генератор тока вырабатывает потребность, соответствующую значению два «больших черных джипа», т.е. 2хДБЧ или 2А. Можно также называть: «сила общества потребления», «сила потребностей» (по аналогии с силой тока). На схеме показано: Хочу два БЧД (объем желаний, общественный запрос), «сила желания» = 2А.

Обозначим «удовлетворитель» условным знаком «амперметр», который отражает значение тока в контуре потребления (2А).

Так как все запросы на потребления в обществе удовлетворены, то все «потребители счастливы» и социальная напряженности равна нулю. Однако это идеальная ситуация (хотя может быть и реальной, например, для элит категории High End).

Для общества в целом и семью — всегда присутствует ограниченный бюджет, смотри второй закон потребления: Запросы на потребление (ожидание потребления) всегда больше способности реально «потребить».

2.2 Контур протеста

Так как есть ограничения по бюджету, то желания не совпадают с возможностями (см. второй и третий закон потребления).

Допустим, что вместо двух «больших и черных» в рамках бюджета смогли купить только один БЧД.

Ток реального потребления (объем бюджета) сократился в два раза, а «Сила потреблять общества потребления» не изменилась: «хочу два больших черных джипа»:

• Ip (ток, объем потребностей) = 2 А (2хБЧД).
• Ib (объем бюджета) = 1 А (1хБЧД).

Для моделирования ситуации ограниченного бюджета – подбирается соответствующее значение сопротивления стабилизации тока потребления (объема покупок в рамках бюджета, Ib).

Сложилась «сложная» ситуация: потребность потреблять или «Сила потреблять общества потребления» оказалась в два раза выше возможности (имеющегося бюджета). «Затянуть пояса потуже» или покориться призыву «денег нет, но вы держитесь» — для общества потребления — не выход, на то оно и общество потребления.

Моделировать ситуацию превышения желания над бюджетом будем с учетом третьего закона потребления. В модель добавляем контур протеста, т.к. только на потребление и протест способно общество потребления.

Ток в протестном контуре начинает течь (наличие протестного движения — течения в обществе) – когда возникают проблемы с выделенным на потребление бюджетом, а с бюджетом проблемы возникают всегда (неограниченные желания и ограниченные ресурсы). «Потреблять нельзя бунтовать», — запятые расставляет потребитель.

Схема «Ограниченный бюджет»

Половина «сил» общества перекочевала в контур протеста: значение тока потребностей = 2 А (объем потребностей = два джипа), значение тока реального потребления (объем бюджета на товары, в данном случае 1хБЧД) = 1 А.

Двукратное увеличение цен на БЧД могло произойти всего лишь из-за двукратного скачка курса национальной валюты, например, в 2014 был бюджет на два БЧД (Схема «Выявил — удовлетворил»), прошел год (курс скакнул) и неожиданно пришли к Схема «Ограниченный бюджет».

Кроме курса $ ничего не изменилось: джип той же модели, зарплата в рублях (бюджет потребления), естественно и запрос в два джипа. Социальное напряжение не выросло (осталось прежним), т.к. «пар возмущения беспределом» выпущен без через контур протеста.

Однако для более точного представления ситуации требуется показать в контуре протеста элемент «лампа гнева». Мы ограничим мощность потребления контуром. Пределы есть у любых элементов, как электрических, так и социально-политических.

В симуляторе falstad: Рисовать. Выходы и информационные элементы. Добавить лампочку. Значение лампы по мощности, например, 30 Вт.

Схема «Ограниченный бюджет. Лампа»

При введении в контур ограничения по мощности растет напряжение: социальное напряженность в обществе.

Сопротивление лампы (резистор) отражает сопротивление протесту, например, силы профилактики протеста — в виде государственной пропаганды и запугивания, силы противодействия протесту (сопротивление протесту) — в виде силовых структур (сил), включая полицию и гвардию.

Лампочке «реализатор протеста» (гнева) советует ползунок «Nominal Power». Мощность лампы характеризует потенциал протестного движения. При изменении значения ползунка можно наблюдать изменение уровня социальной напряженности общества (вольтметр).

2.3 Третий контур, революционный

Третий контур с позиции электротехники — пробойный, а с позиции политики — революционный.

При увеличении тока (источник питания, т.е. сила ожиданий потребителя) или сопротивления протесту, если не происходит «выпуск пара» в одном из контуров (через лампу гнева или путем увеличения бюджета), то схема демонстрирует рост напряжения в обществе (в общем контуре).

Неизбежную разрядку ситуации (разрядку напряженности) моделируем элементом типа «искровой разрядник», фактически фиксирующий «искру революции» — как «пробой» рассматриваемой социально-политической системы (общества потребления).

Точнее, конкретной системы организации общества, содержащей конфигурацию правил, законов, налогов, лимитов, бюджетов, других характеристик кредитно-денежной политики или характеристик силового и идеологического (через министерство «правды») контроля общества.

Увеличивая «требования общества на потребление» (увеличивая значение тока «ожидания потребления» на источнике питания) и добавив на схему простейший разрядник (искровой промежуток в воздухе) и задав на нем напряжение пробоя, — можно смоделировать две ситуации.
При ограниченном или даже «заглушенном» контуре потребления, например, высокими налогами или наоборот, — низкими доходами населения, произойдет одна из ситуаций:

А) мощность лампы «гнева» достаточная и «выпуск пара» через контур протеста (точнее контур «контролируемого властью протеста») предохраняет общество от опасного уровня социальной напряжённости при котором могут произойти радикальные изменения.

Б) если не «выпуск пара» недостаточен (т. е. нет возможности стравливать избыточное давление, остановить протестное движение), то накапливающее социальное напряжение обязательно «прорвет»: как по законам электротехники, так и политэкономии.

В симуляторе falstad: Рисовать. Пассивные элементы. Добавить искровой промежуток, например, с напряжением пробоя, 200В.

Схема «Три контура»

При увеличении напряжения через некоторое время (25 ms) через искровик проходит разряд. В электротехнике: при появлении перенапряжения промежуток (разрядник) должен пробиться раньше, чем изоляция защищаемого оборудования.

Точно также, для модели общества: революция — как радикальная перестройка (однако вначале – снос прежней конфигурации) – это аналогичная искра (искровой разряд), которая защищает общество от разрушения.

Революция – это не обязательно нечто масштабное и похожее на французские или наши февральскую и октябрьскую, это может быть радикальная смена курса путем смены правительства (Армения, 2018) или просто мощные протесты (Франция, конец 2018).

При этом не обязательно произойдет изменение схемы (новые контуры и связи, дополнительные цепи) моделируемого общества, в данном случае — общества потребления, возможно, изменятся значения мощности ламп (сопротивлений R), т.е. произойдет не перестройка схемы, а лишь ее перенастройка без изменения топологии схемы (характера процесса).

В данной модели – модели процесса потребления, останется прежний принцип «чем больше потреблять – тем лучше». И так до очередного кризиса или окончательной победы принципиально новой общественной парадигмы.

На этой оптимистичной ноте можно было бы и закончить, но мы в явном виде не рассмотрели «полит-сопротивление» (полит-резистор). Рассмотрим варианты сопротивления в контуре протеста.

3 Сопротивление в контуре протеста

В простейшем варианте рассмотрим фрагмент приведенного контура потребления с наличием трех цепей потребления протеста и разрядником. Контур потребления исключим.

Схема «Три протеста»

Будем считать, что каждое сопротивление задает определённый уровень противодействия какой-либо силы.

Левый резистор – «резистор власти». Он задает уровень силового давления на общество, а также уровень пропаганды в части запугивания неповиновению власти. Чем выше значение сопротивления (Ом), тем более жесткие меры применяются к протестующим (реальным и потенциальным, т.е. готовым присоединиться к протесту). Эта ветка (цепь) моделирует протест против власти, когда общество потребление в своих проблемах (мало бюджета или много налога, высокие цены) винит исключительно власть (себя никто винить не станет).

Средний резистор задает уровень «гос-пропаганды» тематики, когда власть зомбирует население установкой: во всем виновата третья сторона, т.е. не власть и не потребитель. У нас это обычно «происки Госдепа» или «Пятой колонны». Здесь номинал резистора определяет насколько население (общество потребления) способно противостоять гос-пропаганде (не верить).

Правый резистор – определяет иные способы «стравить» (сбросить) напряжение и «не доводить до греха» (революции). Например, это некие крупномасштабные правительственные проекты, которые на время могут отвлечь потребителей от их проблемы «мало потребляем» (других проблем в обществе потребления нет). Таким примером, может служить олимпиада с «горой золотых медалей» или ввязывание в региональную войну.

Например, в 2014 можно было бы считать значение правого резистора минимум в два раза ниже остальных (250 Ом против 500 Ом).

Схема «Три протеста. 2014»

Это позволило сбросить социальное напряжение общества с 166 В до 125 В, при номинале «разрядник в революцию» V BreakDown = 200 В.

В целом, каждый контур определяет путь, который снижает социальный протест: если в двух произошло усиление, то понижать уровень напряжённости можно только через оставшийся или ожидать роста социальной напряженности.

Все значения токов, напряжений и сопротивлений приведены условно, только для демонстрации возможности полит-анализа: «Все события вымышлены, а совпадения случайны».

Заключение

Показана простейшая модель общества потребления, построенная средствами популярного симулятора электрической цепи falstad. Точнее совсем простейшая.

Рассмотренные контуры в реальном обществе потребления имеют более сложную структуру (разветвленную топологию полит-цепи). Кроме того, общество потребления неоднородно, поэтому для более точной модели целесообразно построение отдельных контуров для каждого слоя (группы, класса) этого общества.

Всё это требует более сложной модели, которая, однако, также может быть реализована в инструменте — симуляторе на предлагаемом подходе (метамодели) «моделирование поведения общества потребления на основе законов Ома и Кирхгофа».

При этом могут понадобиться дополнительные элементы: накопления (конденсаторы), политические колебательные контуры, индуктивности, трансформаторы, в том числе, показывающие беспроводные связи с другими контурами, например, через «социально-политические поля» – аналоги электро-магнитных.

Могут быть предложены другие интерпретации ток\ напряжение\ сопротивление для социально-политических процессов и построена соответствующая метамодель, а на основе ее уже построена модель общества.

Вместе с тем, имеющиеся в falstad (и подобных) штатные элементы не в полной мере могут позволить построение точной модели социально-политического процесса, поэтому может понадобиться или включить в инструмент специализированные для «электрической политики» элементы (полит-резисторы) или разработать на основе симулятора электроцепей специализированный полит-симулятор.

Учитывая, что симулятор falstad прост, а его программный код открыт, то при отсутствии в нем элементов с требуемой вольт-амперной характеристикой, адекватной соответствующему политическому элементу (процессу), можно добавить собственные — с любой (требуемой) логикой работы.

Если есть иные наглядные практические примеры имитационного моделирования социально-политических процессов, особенно симулятор общества потребления, — просьба дать ссылку.

Расчет по закону Ома

В трех таблицах справа вы можете ввести два из трех факторов в (исходном) Законе Ома. Это напряжение (В) или (E), измеренное в вольтах, , ток или сила тока (I), измеренные в ампер, (амперы) и сопротивление (R), измеренное в Ом, . Третий фактор будет рассчитан для вас, когда вы нажмете кнопку «Рассчитать» для этой таблицы. Закон Ома: V = I x R, где V = напряжение, I = ток и R = сопротивление.Один Ом — это значение сопротивления, при котором один вольт будет поддерживать ток в ампер . Георг Симон Ом был баварским физиком, определившим математический закон электрических токов, называемый законом Ома. В честь него была названа электрическая единица сопротивления Ом. Между 1825 и 1827 годами он разработал теорию или взаимосвязь, и это ему приписали в конце 1827 года. В более поздние годы мы также приписали коэффициент мощности Ому. Мощность обычно обозначается сокращением (Вт) и измеряется в ваттах.Для расчета по закону Ома с мощностью щелкните здесь . Чтобы проверить цветовую кодировку резисторов, используйте нашу таблицу цветовых кодов резисторов и калькулятор . Этот конвертер требует использования Javascript активных браузеров. Коэффициенты закона Ома (без учета мощности) Удельное сопротивление (Вт-см) для обычных металлов при комнатной температуре Алюминий 2. 828 х 10 -6 Медь 1,676 х 10 -6 Серебро 1,586 х 10 -6 Золото 2,214 х 10 -6 Вольфрам 5,5 10 x 10 -6 Например, провод калибра 10 — это 2.Диаметр 588 мм. Сопротивление на см толстой медной проволоки составляет . 3,186 x 10 -5 Вт / см. Миля этого провода имеет сопротивление 5,13 Вт.

Закон Ома • Закон Ома

Закон

Ома объясняет взаимосвязь между напряжением и током, протекающим через резисторы.

Закон Ома : Ток, протекающий через любой резистор, прямо пропорционален напряжению, приложенному к его концам.

Математически закон Ома определяется выражением V = IR
, где

В = Напряжение,

I = ток,

R = Сопротивление

Закон

Ома широко используется в электротехнике для решения схем. Схема представляет собой комбинацию источника напряжения и резисторов, образующих замкнутый контур (как показано выше).

Утверждение закона Ома получено экспериментальным путем. Джордж провел различные эксперименты с резистором 1 кОм и, наконец, опубликовал трактат в 1827 году.

Основы закона Ома: напряжение, ток и сопротивление

Закон

Ома связывает три основных электрических свойства: напряжение, ток и сопротивление. Давайте разбираться в них по отдельности.

Напряжение: Все мы знаем о магните, который притягивает к себе утюг. Магнит делает это, потому что у него есть магнитное поле, которое сильнее в непосредственной близости и ослабевает с увеличением расстояния. Подобно магнитному полю, подобное электрическое поле существует в природе.Технически это электрическое поле называется электрическим потенциалом. Напряжение или разность потенциалов — это измерение напряженности электрического поля между двумя точками.

Ток: металлический проводник имеет большое количество свободных валентных электронов, которые непрерывно движутся внутри него. Источник напряжения, подключенный к проводнику, заставляет эти электроны течь от отрицательной клеммы батареи к положительной клемме. Электрический ток является мерой расхода заряда.

Сопротивление: Хотя электрический проводник несет большое количество свободных электронов, он также содержит атомы и другие связанные электроны. Во время своего движения свободные электроны также сталкиваются со связанными электронами и атомами. При этом они теряют энергию. Сопротивление — это мера этого противодействия, с помощью которого связанные электроны и атомы сопротивляются движению свободных электронов.

Зачем нужен закон Ома?

Поскольку мы практически изучаем закон, важно ответить на вопрос БОЛЬШОЙ ПОЧЕМУ. Мы уже знаем, что ток, напряжение и сопротивление — три основных электрических свойства. Давайте посмотрим, как мы можем применить соотношение Ома (V = IR) в реальной жизни.

Электронагреватель

Рассмотрим обогреватель, подключенный к розетке 220 В переменного тока с сопротивлением 20 Ом. Если мы хотим узнать ток, протекающий через нагреватель, мы можем легко сделать это, используя уравнение: V = IR,

I = V / R = 220 В переменного тока / 50 Ом = 4,4 A

Чтобы найти неизвестный резистор

Рассмотрим неизвестный резистор, к которому приложено 120 вольт.Сила тока составляет 6 А. Опять же, изменив исходное уравнение, мы можем вычислить неизвестное сопротивление, то есть

.

R = V / I = 120 В / 12 A = 10 Ом

Чтобы узнать, сколько входных напряжений предусмотрено

Рассмотрим третий случай, когда резистивный элемент на 35 Ом подключен к неизвестному источнику напряжения. В то время как ток, протекающий по цепи, составляет 10 А, нас интересует определение вольт, связанных с входным источником. К счастью, мы можем использовать исходное утверждение, чтобы найти это, V = IR = 10 A * 35 Ω = 350 V

Роль метрических префиксов в законе Ома

Метрические префиксы — это буквы, которые используются вместе с цифрами. В настоящее время действует 21 метрический префикс (приблизительно). Каждый префикс представляет собой определенное число. Существование метрических префиксов избавляет нас от выражения очень маленького и очень большого числа. Давайте сначала взглянем на метрические префиксы:

1. лет = 10 ^-24 = 0 000 000 000 000 000 000 000 001
2. zepto = 10 ^-21 = 0 000 000 000 000 000 000 0001
3. атто = 10 ^-18 = 0 000 000 000 000 000 001
4. фемто = 10 ^-15 = 0.000 000 000 000 001
5. пико = 10 ^-12 = 0 000 000 000 001
6. нано = 10 ^-9 = 0 000 000 001
7. микро = 10 ^-6 = 0 000 001
8. милли = 10 ^-3 = 0,001
9. санти = 10 ^-2 = 0,01
10. деци = 10 ^-1 = 0,1
11. ед. = 10 ⁰ = 1
12. дека = 10 ¹ = 1 0
13. га = 10 ² = 1 00
14. кг = 10 ³ = 1 000
15. мега = 10 ⁶ = 1 000 000
16. гига = 10 ⁹ = 1 000 000 000
17. тера = 10 ¹² = 1 000 000 000 000
18. пета = 10 ¹⁵ = 1 000 000 000 000 000
19. exa = 10 ¹⁸ = 1 000 000 000 000 000 000
20. дзета = 10 ²¹ = 1 000 000 000 000 000 000 000
21. йотта = 10 ²⁴ = 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000

Допустим, вы измеряете ток, имеющий значение 0. 000 001 A. Написание такого числа — сложная задача, а упоминание нулей кому-то еще более утомительно. Знание метрического префикса здесь пригодится, и вы можете просто выразить 0 000 001 1 микроампер. Из всех 21 строки есть несколько значений, которые вы должны держать под рукой:

Почему они важны?

1. Часто резисторы имеют номинал на кОм (кОм) и МОм (МОм) .
2. Ток рассчитан на мА (мА) и мкА (мкА) .

Как мы используем их в наших омических цепях?

Рассмотрим резистор 5 кОм (5000 Ом), подключенный к источнику 12 В. Давайте воспользуемся нашим уравнением I = V / R, чтобы найти ток, протекающий по цепи.

I = V / R = 12 В / 5000 Ом = 0,0024 A = 2,4 * 10-3 A = 20,4 мА

Приведенный выше расчет довольно утомителен. Для сложных расчетов это может быть проблематично.

Есть альтернативный способ работы с префиксами. В то время как мА представляет собой 0,001, оно является обратным значению кА.1 мА = (1 / кА). Мы можем использовать эту обратную технику:

• милли = 1 / килограмм
• микро = 1 / мега
• нано = 1 / Гига

Давайте применим это правило к предыдущему случаю:

I = V / R = 12 В / 5 кОм = (12 В / 5 Ом) m = 20,4 мА

Новичок может запутать эти расчеты. Однако вы можете освоить их после некоторой практики.

Закон Ома и Мощность

В то время как напряжение, ток и сопротивление — это три основных электрических свойства, четвертый игрок — это мощность.

Как мы можем соотнести мощность с тремя другими свойствами? На это отвечает первый закон Джоуля.

Джеймс Прескотт Джоуль провел различные эксперименты с проводниками и обнаружил, что количество тепла, выделяемого в проводниках, прямо пропорционально квадрату тока, умноженному на сопротивление.

Математически,

P = I ² R

Мы можем использовать другие уравнения закона для получения 12 различных формул.

Подведем итог вышеупомянутому обсуждению в инфографику:

Почему в законе Ома стоит буква «I»: «Слово недели о электронных продуктах»

Каждый студент, изучающий физику и электронную инженерию, изучает закон Ома, E = I x R, или напряжение, равное току, умноженному на сопротивление.Вы узнаете, что E — это электродвижущая сила, долгое понятие для напряжения. R — сопротивление, запомнить его достаточно легко, но я? Как я имею в виду ток? Один человек, ответивший на этот вопрос, был довольно прямолинеен: «Нельзя ожидать, что английский будет неизменно языком науки».

Как оказалось,

I означает «Intensität», что по-немецки означает «интенсивность». И когда вы думаете об этом, ток или поток — это все, что связано с интенсивностью. Немецкое название связано с тем, что закон Ома назван в честь немецкого физика и математика Георга Симона Ома (1789–1854) и кратко изложен в брошюре под названием «Die galvanische Kette, Mathematisch Bearbeitet» 1827 года. Гораздо больше в знаменитом уравнении на самом деле не английское.

В переводе из брошюры закон Ома гласит, что ток, протекающий через проводник, прямо пропорционален разности потенциалов (напряжению) и обратно пропорционален сопротивлению. Известные нам единицы, связанные с его законом, в последующие годы действительно были разработаны. Британская энциклопедия отмечает, что закон изначально был встречен холодно, но Ом начал получать за это почести в 1841 году. Единицы измерения, используемые для определения частей закона, начали развиваться после смерти Ома, как я объясню ниже.

Немецкий закон дает четкое понимание E = I x R.

E — электродвижущая сила, что в переводе с немецкого означает «электромоторище крафт». Еще E, но не английский. Почему нет термина «напряжение»? Поскольку вольт не был признанной единицей до 1881 года, когда вольт, используемый сегодня, был первоначально определен на первой Международной конференции по электричеству [Nature Vol. 24, 512 (1881)]. Вольт был назван в честь Алессандро Вольта (1745–1827), итальянского физика, который изобрел батарею.

Возвращаясь к I на мгновение, единицей измерения тока (или «Intensität») является ампер, обозначаемый с заглавной буквы и названный в честь французского физика Андре-Мари Ампера (1775–1836), который в 1820 году разработал формулу Ампера. закон, который гласит, что взаимное действие двух отрезков токоведущего провода пропорционально их длине и силе их токов. Ампер также применил тот же принцип к магнетизму, продемонстрировав гармонию между его законом и законом магнитного действия французского физика Шарля Огюстена де Кулона.В 19 веке электричество и магнетизм изучались вместе, поскольку уже тогда их считали связанными.

R, электрическое сопротивление, означает «elektrische Resistenz». По-прежнему R, но не английский. Сам Ом почитается единицей сопротивления, ом. Заглавная греческая омега (Ώ) используется, а не O, потому что, согласно Yahoo Answers, «буква O бесполезна, поскольку ее можно спутать с числом ноль».

Узнать больше об электронных продуктах Журнал DigitalElectronic Products Magazine

Я запуталась в законе Ома | Page 2

И снова здравствуйте,

Короче говоря, закон Ома всегда является соотношением, но соотношение не всегда является законом Ома.

Некоторые из вас, ребята, просто вырывают закон Ома из контекста и создают собственное определение
, почему я не могу понять.

До появления Ома любой мог рассчитать в рабочей точке r = v / i
только потому, что мы можем вычислить отношение v / i, не означает, что оно «следует» закону Ома. Закон
Ома — это общее утверждение, которое описывает общее поведение элемента
только в одной точке.
Вы можете рассчитать соотношение напряжения и тока для всего, что находится под солнцем, но
это не означает, что это соответствует закону Ома.Другими словами, тот факт, что соотношение
существует между напряжением и током в одной единственной точке, не означает, что
такое же отношение следует в каждой точке.

Если бы я согласился с законом Ома для любого устройства, тогда …
Внутри моей клавиатуры, я печатаю прямо сейчас, есть потенциал напряжения около
5В постоянного тока, питающего чип внутри. За пределами моего дома в моей машине есть небольшой вольтметр
, который постоянно работает, чтобы измерить напряжение батареи, и потребляет около 1 мА тока
.Поскольку у меня есть 5 В и 1 мА, я предполагаю, что моя совместная клавиатура и автомобильный вольтметр
подчиняются закону Ома.

Закон Ома позволяет нам без особого труда понять определенные типы элементов. Однако закон Ома не помогает нам понять основную работу диода
, потому что диод не подчиняется закону Ома.

Следует отметить, что это не помогает привлечь внимание к чему-то, что не отменяет
того факта, что диод не подчиняется закону Ома. Эта цитата
не меняет этого:

НАЧАЛО ЦИТАТА
Некоторые устройства полезны, потому что они сильно отклоняются от закона Ома
. Один из них — диод. Он обладает тем свойством, что он пропускает ток только в одном направлении, и только если напряжение на нем превышает примерно 0,6 В.
КОНЕЦ ЦИТАТЫ

Фактически, есть лучший «аргумент», который поможет в вашем случае, и что это то, что
иногда называют «омической» областью диода. Забавно то, что это не
на самом деле часть идеального диода, и он также не полностью соответствует закону Ома
. Кроме того, в любом случае это только одна часть всей характеристики, поэтому
нельзя сказать, что диод следует закону Ома.

Опять же, когда мы вычисляем r = v / i, мы просто вычисляем «отношение», а не закон Ома.
Только когда мы можем вычислить R = v / i для константы R, мы можем сказать, что
следует закону Ома.

Также обратите внимание, что когда мы вычисляем значения для резистора, скажем, 10 Ом, мы всегда можем получить напряжение
, зная только I, потому что V = I * R, и мы всегда знаем R заранее,
, потому что оно постоянно. Когда мы пытаемся сделать то же самое с диодом, мы не можем вычислить
В = I * R (закон Ома), потому что мы не знаем, что такое, черт возьми, R! Таким образом, утверждение, что диод
следует закону Ома, не принесет никакой пользы.Если вы не согласны, покажите мне один случай
, когда знание закона Ома помогает нам вычислить то, чего мы не знали раньше, для нелинейного элемента
(диод — такой хороший пример).

Короче говоря, закон Ома — это соотношение, но соотношение не всегда является законом Ома.

И пока мы здесь, второй закон Ньютона тоже не F = ma

Мой последний пост о том, что \ (V = IR \) не соответствует закону Ома, получил несколько комментариев. @dodiscimus сказал: «И \ (F = ma \) не является законом Ньютона 2 ^и .Ваш следующий пост? »

Я его цитирую:

• отдайте ему должное за идею и обнаружение сходства (см. Ниже)
• разделяют вину — иначе люди подумают, что все, что я делаю, это пишу скучные посты о том, что все не так, как они думали … Кроме того, может отсутствовать аппетит к тому, что будет дальше — ответ @ paulmartin42 был: « Пожалуйста, не надо больше Ньютон ». Что ж, у нас , все думали, что когда-то … В любом случае — этот пост будет короче, чем пост закона Ома, именно по этой причине.

Но это правда. Закон Ньютона 2 ^и не является \ (F = ma \). Во всяком случае, не в его современной формулировке. Закон движения Ньютона 2 ^и гласит, что «скорость изменения количества движения тела прямо пропорциональна внешней силе, действующей на тело, и происходит в направлении силы». Это согласно изданию Muncaster A-level Physics 3 ^rd , которое вроде как показывает, как давно я сдавал A-level…

Итак, если мы назовем импульс \ (p \), а внешнюю силу \ (F \), то

\ (F = \ frac {dp} {dt} \)

Теперь, поскольку импульс является произведением массы (\ (m \)) и скорости (\ (v \)), то \ (p = mv \) и

\ (F = \ frac {d} {dt} (mv) \)

Если масса постоянна, то ее можно как бы (с извинениями перед математиками, сколько потребуется) «вынести за пределы» производной, чтобы получить

\ (F = m \ frac {dv} {dt} \)

А поскольку скорость изменения скорости равна ускорению (\ (a \)), то

\ (F = ma \)

Итак, \ (F = ma \) прямо следует из второго закона Ньютона, как указано Манкастером.Но только для случая постоянной массы. В противном случае мы не могли бы вынести \ (m \) вне производной и получить \ (F = ma \). Итак, \ (F = ma \) — это лишь частный случай второго закона Ньютона — случай неизменной массы…

Это аналогично закону Ома, действующему только для компонентов с постоянным сопротивлением (т. Е. Сопротивление не зависит от тока). Как сказал @dodiscimus, когда он запустил этот пост:

«Я думал о сходстве:

• \ (a \) пропорционально \ (F \), только если \ (m \) постоянно.
• \ (I \) пропорционально \ (V \), только если \ (R \) постоянно ».

@ e = mc2andall, который затем вступил в действительно интересный момент (на латыни). Второй закон Ньютона был первоначально изложен в его «Началах» по этой ссылке. Интересно то, что это больше похоже на \ (F = ma \), чем я предлагал выше. И он (@ e = mc2 и все это, а не Ньютон) продолжает указывать на то, что \ (F = ma \) впервые появился где-то до 1716 года. Нелегко сказать, была ли форма «скорости изменения импульса» при этом. время, потому что это зависит от того, как вы переводите фразы Ньютона, такие как «изменение движения».Ускорение или изменение темпов? Я предполагаю, что люди тратят всю свою карьеру на историю и философию науки, работая над подобными вещами. В любом случае было бы очень интересно проследить за этим развитием.

Между прочим, латинская версия закона напоминает мне старый пост, в котором я критиковал (я снова иду) формулировку Третьего закона Ньютона в терминах «действия и противодействия». Если интересно, можете найти здесь…

Теперь, чтобы закончить, вот немного, что менее математически мыслящие могут пропустить … Так что же произойдет, если масса непостоянна? Тогда \ (F = \ frac {d} {dt} (mv) \) по правилу произведения превращается в:

\ (F = m \ frac {dv} {dt} + v \ frac {dm} {dt} \)

Это форма второго закона Ньютона, более общего, чем \ (F = ma \).Он содержит термин, относящийся к скорости изменения скорости, и термин, относящийся к скорости изменения массы. Это полезно, например, в случае ракет, скорость которых, безусловно, немного меняется, но масса которых также сильно меняется, поскольку они сжигают топливо, составляющее большую часть его начальной массы.

Я обещаю, что мой следующий пост не будет из разряда «не думай, что А есть Б, потому что это не так». На самом деле, я планирую одну о том, насколько странен зиверт как единое целое. Я знаю, что это потенциально нишевый читатель, но эй! — это действительно интересно…

Electric Systems — Tec-Help

Electric Systems

Electric 1

• Обучает теории электричества
• Закон Ома и его применение (делая закон Ома вашим другом) приложения)
• Эксплуатация и тестирование стартера
• Типы и использование счетчиков (желаемые функции и совместимость с другим оборудованием)
• Работа генератора переменного тока
• Внешние регуляторы
• Тестирование внешних регулируемых систем зарядки

ПРИМЕЧАНИЕ: Advanced студенты сообщают, что этот класс заполнил пробелы и подтвердил то, что они уже знали.После этого урока у них было намного больше уверенности.

По окончании этого занятия ученики должны хорошо изучить закон Ома, тестирование аккумуляторов, тестирование стартера и тестирование системы зарядки с внешними регуляторами.

Практические занятия в классе и в магазине

10 вечерних занятий — 1 ночь в неделю в течение 10 недель

Электроэнергетика III

• Рекомендовать Электричество I и II перед переходом в этот класс
• Понимание и диагностика электрических цепей кузова и проблемы:
  • Короткое замыкание, разрывы, размыкания, перекрестные цепи
  • Класс изучит и протестирует многие цепи кузова и дополнительных устройств:
  • Пример: освещение, дворники, окна, сиденья, вентиляторы охлаждения, электрические кондиционеры и т. д.
  • Рассматриваемые схемы будут определяться транспортными средствами и имеющимися проблемами.
  • Учащимся предлагается приносить в класс проблемные автомобили.

По окончании этого занятия учащиеся смогут использовать информацию для клиентов и справочные материалы для устранения проблем с электричеством. Они смогут передать в офис правильную информацию для получения максимальной прибыли и знать, когда обратиться за помощью.

Практические занятия в классе и в магазине

10 вечерних занятий — 1 ночь в неделю в течение 10 недель

Electric II

• Рекомендуйте Electric I перед тем, как брать этот класс
• Краткий обзор Electric I
• Зарядные системы — Обзор и доработка внешних регулируемых систем.Крышка внутренняя регулируемая система. Теория и тестирование.
• Электроника кузова
• Схема подключения и считывания данных автомобиля
• Реле, защитные устройства
• Использование измерительных приборов и инструментов для проверки контактов и падения напряжения
• Ремонтные заводские проблемы
• Введение в первичное зажигание
• Введение во вторичное зажигание
• Использование осциллографов и построение графиков счетчиков
• Основные и вторичные схемы зажигания и их интерпретация

ПРИМЕЧАНИЕ: Учащимся необходимо принести в этот класс свои измерительные приборы и / или прицелы.Студентам необходимо использовать то, что есть в их магазинах.

По окончании этого урока учащиеся научатся тестировать системы зарядки. Они также поймут, как использовать DVOM для проверки контактов и падения напряжения. Они смогут подключить оптический прицел и понять основные схемы зажигания.

Практические занятия в классе и в магазине

10 вечерних занятий — 1 ночь в неделю в течение 10 недель

Напряжение, ток, сопротивление и закон Ома

Основы электричества

Приступая к изучению мира электричества и электроники, важно начать с понимания основ напряжения, тока и сопротивления.Это три основных строительных блока, необходимых для управления электричеством и его использования. Сначала эти концепции могут быть трудными для понимания, потому что мы не можем их «видеть». Невооруженным глазом нельзя увидеть энергию, текущую по проводу, или напряжение батареи, стоящей на столе. Даже молния в небе, хотя и видимая, на самом деле не является обменом энергии между облаками и землей, а является реакцией в воздухе на энергию, проходящую через него. Чтобы обнаружить эту передачу энергии, мы должны использовать измерительные инструменты, такие как мультиметры, анализаторы спектра и осциллографы, чтобы визуализировать, что происходит с зарядом в системе.Однако не бойтесь, это руководство даст вам общее представление о напряжении, токе и сопротивлении, а также о том, как они соотносятся друг с другом.

Георг Ом

Охвачено в этом учебном пособии

• Как электрический заряд соотносится с напряжением, током и сопротивлением.
• Что такое напряжение, сила тока и сопротивление.
• Что такое закон Ома и как его использовать для понимания электричества.
• Простой эксперимент для демонстрации этих концепций.

Рекомендуемая литература

• Что такое электричество
• Что такое схема?

Электрический заряд

Электричество — это движение электронов. Электроны создают заряд, который мы можем использовать для работы. Ваша лампочка, стереосистема, телефон и т. Д. — все используют движение электронов для выполнения работы. Все они работают, используя один и тот же основной источник энергии: движение электронов.

Три основных принципа этого урока можно объяснить с помощью электронов или, более конкретно, заряда, который они создают:

• Напряжение — это разница зарядов между двумя точками.
• Ток — это скорость, с которой идет заряд.
• Сопротивление — это способность материала сопротивляться прохождению заряда (тока).

Итак, когда мы говорим об этих значениях, мы на самом деле описываем движение заряда и, следовательно, поведение электронов. Цепь — это замкнутая петля, которая позволяет заряду перемещаться из одного места в другое. Компоненты схемы позволяют нам контролировать этот заряд и использовать его для работы.

Георг Ом был баварским ученым, изучавшим электричество.Ом начинается с описания единицы сопротивления, которая определяется током и напряжением. Итак, начнем с напряжения и продолжим.

Напряжение

Мы определяем напряжение как количество потенциальной энергии между двумя точками цепи. Одна точка заряжена больше, чем другая. Эта разница в заряде между двумя точками называется напряжением. Он измеряется в вольтах, что технически представляет собой разность потенциалов между двумя точками, которые передают один джоуль энергии на каждый кулон заряда, который проходит через них (не паникуйте, если это не имеет смысла, все будет объяснено).Единица «вольт» названа в честь итальянского физика Алессандро Вольта, который изобрел то, что считается первой химической батареей. Напряжение представлено в уравнениях и схемах буквой «V».

При описании напряжения, тока и сопротивления общей аналогией является резервуар для воды. По этой аналогии заряд представлен количеством воды , напряжение представлено давлением воды , а ток представлен потоком воды . Итак, для этой аналогии запомните:

• Вода = Заряд
• Давление = Напряжение
• Расход = Текущий

Рассмотрим резервуар для воды на определенной высоте над землей.Внизу этого бака есть шланг.

Давление на конце шланга может представлять собой напряжение. Вода в баке представляет собой заряд. Чем больше воды в баке, тем выше заряд, тем больше давление измеряется на конце шланга.

Мы можем представить этот резервуар как батарею, место, где мы накапливаем определенное количество энергии, а затем высвобождаем ее. Если мы опорожняем наш бак определенным количеством жидкости, давление, создаваемое на конце шланга, падает. Мы можем думать об этом как об уменьшении напряжения, например, когда фонарик тускнеет из-за разряда батарей.Также уменьшается количество воды, протекающей через шланг. Меньшее давление означает, что течет меньше воды, что приводит нас к течению.

Текущий

Мы можем представить себе количество воды, текущей по шлангу из бака, как ток. Чем выше давление, тем выше расход, и наоборот. С водой мы бы измерили объем воды, протекающей по шлангу за определенный период времени. С помощью электричества мы измеряем количество заряда, протекающего по цепи за определенный период времени.Сила тока измеряется в амперах (обычно называемых просто «амперами»). Ампер определяется как 6,241 * 1018 электронов (1 кулон) в секунду, проходящих через точку в цепи. Ампер в уравнениях обозначается буквой «I».

Допустим, у нас есть два резервуара, в каждом из которых идет шланг снизу. В каждом резервуаре одинаковое количество воды, но шланг одного резервуара уже, чем шланг другого.

Мы измеряем одинаковое давление на конце любого шланга, но когда вода начинает течь, расход воды в баке с более узким шлангом будет меньше, чем расход воды в баке с более узким шлангом. более широкий шланг.С точки зрения электричества, ток через более узкий шланг меньше, чем через более широкий шланг. Если мы хотим, чтобы поток через оба шланга был одинаковым, мы должны увеличить количество воды (заряд) в резервуаре с помощью более узкого шланга.

Это увеличивает давление (напряжение) на конце более узкого шланга, проталкивая больше воды через резервуар. Это аналогично увеличению напряжения, которое вызывает увеличение тока.

Теперь мы начинаем видеть взаимосвязь между напряжением и током.Но здесь следует учитывать третий фактор: ширину шланга. В этой аналогии ширина шланга — это сопротивление. Это означает, что нам нужно добавить еще один термин в нашу модель:

• Вода = заряд (измеряется в кулонах)
• Давление = напряжение (измеряется в вольтах)
• Расход = ток (измеряется в амперах, или, для краткости, «амперах»)
• Ширина шланга = сопротивление

Сопротивление

Снова рассмотрим наши два резервуара для воды: один с узкой трубкой, а другой — с широкой.

Само собой разумеется, что мы не можем пропустить через узкую трубу такой же объем, как более широкая, при том же давлении. Это сопротивление. Узкая труба «сопротивляется» потоку воды через нее, даже если вода находится под тем же давлением, что и резервуар с более широкой трубой.

С электрической точки зрения это представлено двумя цепями с одинаковым напряжением и разным сопротивлением. Цепь с более высоким сопротивлением позволит протекать меньшему количеству заряда, то есть в цепи с более высоким сопротивлением будет меньше тока, протекающего через нее.

Это возвращает нас к Георгу Ому. Ом определяет единицу сопротивления «1 Ом» как сопротивление между двумя точками в проводнике, где приложение 1 вольт выталкивает 1 ампер, или 6,241 × 1018 электронов. Это значение обычно обозначается на схемах греческой буквой «Ω», которая называется омега и произносится как «ом».

Закон Ома

Объединив элементы напряжения, тока и сопротивления, Ом разработал формулу:

Где

• В = Напряжение в вольтах
• I = ток в амперах
• R = Сопротивление в Ом

Это называется законом Ома.Предположим, например, что у нас есть цепь с потенциалом 1 вольт, током 1 ампер и сопротивлением 1 Ом. Используя закон Ома, мы можем сказать:

Допустим, это наш резервуар с широким шлангом. Количество воды в баке определяется как 1 вольт, а «узость» (сопротивление потоку) шланга определяется как 1 ом. Используя закон Ома, это дает нам ток (ток) в 1 ампер.

Используя эту аналогию, давайте теперь посмотрим на резервуар с узким шлангом. Поскольку шланг более узкий, его сопротивление потоку выше.Определим это сопротивление как 2 Ом. Количество воды в резервуаре такое же, как и в другом резервуаре, поэтому, используя закон Ома, наше уравнение для резервуара с узким шлангом составляет

Но какой ток? Поскольку сопротивление больше, а напряжение такое же, это дает нам значение тока 0,5 ампер:

Таким образом, в баке с большим сопротивлением ток ниже. Теперь мы видим, что, зная два значения закона Ома, мы можем решить третье. Продемонстрируем это на эксперименте.

Эксперимент с законом Ома

В этом эксперименте мы хотим использовать батарею на 9 В для питания светодиода. Светодиоды хрупкие и могут пропускать только определенное количество тока, прежде чем они перегорят. В документации к светодиоду всегда указывается «текущий рейтинг». Это максимальное количество тока, которое может пройти через конкретный светодиод, прежде чем он перегорит.

Необходимые материалы

Для проведения экспериментов, перечисленных в конце руководства, вам потребуется:

• Мультиметр
• Аккумулятор 9 В
• Резистор 560 Ом (или ближайшее ближайшее значение)
• Светодиод

ПРИМЕЧАНИЕ. Светодиоды — это так называемые «неомические» устройства.Это означает, что уравнение для тока, протекающего через сам светодиод, не так просто, как V = IR. Светодиод вызывает в цепи то, что называется «падением напряжения», тем самым изменяя величину протекающего через нее тока. Однако в этом эксперименте мы просто пытаемся защитить светодиод от перегрузки по току, поэтому мы пренебрегаем токовыми характеристиками светодиода и выбираем номинал резистора, используя закон Ома, чтобы быть уверенным, что ток через светодиод безопасно ниже 20 мА.

В этом примере у нас есть батарея на 9 вольт и красный светодиод с номинальным током 20 миллиампер или 0.020 ампер. В целях безопасности мы предпочли бы не использовать максимальный ток светодиода, а его рекомендуемый ток, который указан в его техническом описании как 18 мА или 0,018 ампер. Если мы просто подключим светодиод непосредственно к батарее, значения закона Ома будут выглядеть так:

следовательно:

а так как сопротивления у нас еще нет:

Деление на ноль дает бесконечный ток! Что ж, на практике не бесконечно, но столько тока, сколько может доставить аккумулятор. Поскольку мы НЕ хотим, чтобы через светодиод проходил такой большой ток, нам понадобится резистор.Наша схема должна выглядеть так:

Мы можем использовать закон Ома точно так же, чтобы определить значение резистора, которое даст нам желаемое значение тока:

следовательно:

вставляя наши ценности:

решение для сопротивления:

Итак, нам нужно сопротивление резистора около 500 Ом, чтобы ток через светодиод не превышал максимально допустимый.

500 Ом не является обычным значением для стандартных резисторов, поэтому в этом устройстве вместо него используется резистор 560 Ом.Вот как выглядит наше устройство в совокупности.

Успех! Мы выбрали номинал резистора, достаточно высокий, чтобы ток через светодиод не превышал его максимальный номинал, но достаточно низкий, чтобы ток был достаточным, чтобы светодиод оставался красивым и ярким.

Этот пример светодиодного / токоограничивающего резистора является обычным явлением в хобби-электронике. Чтобы изменить силу тока, протекающего по цепи, вам часто потребуется использовать закон Ома. Другой пример такой реализации — светодиодные платы LilyPad.

При такой настройке вместо того, чтобы выбирать резистор для светодиода, резистор уже встроен в светодиод, поэтому ограничение тока выполняется без необходимости добавлять резистор вручную.

Ресурсы и дальнейшее развитие

Теперь вы должны понять концепции напряжения, тока, сопротивления и их взаимосвязь. Поздравляю! Большинство уравнений и законов для анализа цепей можно вывести непосредственно из закона Ома. Зная этот простой закон, вы понимаете концепцию, лежащую в основе анализа любой электрической цепи!

Эти концепции — лишь верхушка айсберга.