OHM -weerstand, voorbeelden en trainingsmaatregelen opgelost

Hij ohm U ohmio is de maateenheid van elektrische weerstand die behoort tot het internationale systeem van eenheden (SI), veel gebruikt in wetenschap en engineering. Dit werd benoemd ter ere van de Duitse natuurkundige Georg Simon Ohm (1789-1854).

Ohm was professor en onderzoeker aan de Universiteit van München, en een van zijn vele bijdragen aan elektriciteit en magnetisme is de definitie van weerstand door de relatie tussen de spanning en de stroom die een bestuurder doormaakt. 

Figuur 1. Gevarieerde weerstanden die deel uitmaken van een circuit. Bron: Wikimedia Commons.

Deze relatie staat bekend als de wet van Ohm en wordt meestal uitgedrukt als: 

R = ΔV/i

Waarbij r elektrische weerstand vertegenwoordigt, is ΔV de spanning in volt (v) en ik de stroom in versterkers (a), allemaal in eenheden als.

Daarom is 1 ohm, dat ook door elkaar wordt aangeduid met de Griekse letter ω, is gelijk aan 1 V/A. Het betekent dat als het opzetten van een spanning van 1 V via een bepaalde bestuurder, deze een stroom van 1 A veroorzaakt, de weerstand van deze bestuurder 1 Ω is.

Elektrische weerstand is een veel voorkomend circuitelement dat op veel manieren wordt gebruikt om de stroom goed te regelen, of het nu deel uitmaakt van een geïntegreerd of individueel.

[TOC]

Elektrische weerstandsmeting

Figuur 5. Georg Simon Ohm, wiens naam de eenheid voor weerstand draagt, werd in 1789 in Beieren geboren en heeft grote bijdragen geleverd aan elektriciteit, akoestiek en interferentie van lichtgolven. Bron: Wikimedia Commons.

De weerstanden worden gemeten met behulp van een multimeter, een meter die wordt geleverd in analoge en digitale versies. De meest basisprincipes meten directe spanningen en stromen, maar er zijn meer geavanceerde apparaten met extra functies. Wanneer ze worden gebruikt om de weerstand te meten, worden ze ohmeters of ohmimeters genoemd. Dit apparaat is heel eenvoudig te gebruiken:

Kan u van dienst zijn: Poisson Coëfficiënt: coëfficiënt, formules, waarden, voorbeelden

- De centrale selector wordt in de positie geplaatst om de weerstand te meten en een van de schalen te kiezen die met het ω -symbool is geïdentificeerd, in het geval dat het instrument meer dan één meer dan één heeft.

- De meetweerstand wordt uit het circuit geëxtraheerd. Indien niet mogelijk is de voeding nodig om uit te schakelen.

- De weerstand tussen de uiteinden of sondes van het instrument wordt geplaatst. Polariteit doet er niet toe.

- De waarde wordt rechtstreeks op het digitale scherm gelezen. Als het instrument analoog is, heeft het een gemarkeerde schaal met het ω symbool dat van rechts naar links wordt gelezen.

In de volgende afbeelding (nummer 2) worden een digitale multimeter en de sondes of tips getoond. Het model heeft slechts één schaal om weerstand te meten, aangegeven met een pijl.

Figuur 2. Digitale multimeter. Bron: Pixabay.

Vaak wordt de waarde van een commerciële elektrische weerstand uitgedrukt door een code van gekleurde banden in het buitenland. De weerstanden van figuur 1 hebben bijvoorbeeld rode, violette, gouden, gele en grijze banden. Elke kleur heeft een numerieke betekenis die de nominale waarde aangeeft, zoals dan wordt getoond.

Kleurcode voor weerstanden

In de volgende tabel verschijnen de gekleurde codes voor weerstanden:

tafel 1.

Rekening houdend met het feit dat de metalen band gelijk heeft, wordt de code als volgt gebruikt:

- De eerste twee kleuren van links naar rechts geven de waarde van de weerstand.

- De derde kleur geeft het vermogen aan van 10 waarmee deze moet worden vermenigvuldigd.

- En de vierde geeft de tolerantie aan die door de fabrikant is vastgesteld.

Voorbeelden van weerstandswaarden

Laten we bijvoorbeeld de weerstand op de voorgrond bekijken, links van figuur 1. De getoonde gekleurde volgorde is: grijs, rood, rood, goud. Onthoud dat de gouden of zilveren band gelijk moet hebben.

Kan u van dienst zijn: Gauss Law

De grijs vertegenwoordigt 8, de rode is 2, de multiplier is rood en gelijk aan 10² = 100 en ten slotte is tolerantie goudbruin dat 5% symboliseert. Daarom is de weerstand 82 x 100 Ω = 8200 Ω waard.

Als de 5 %tolerantie, is het equivalent in ohm tot: 8200 x (5/100) ω = 410 Ω. Daarom is de weerstandswaarde tussen: 8200 - 410 Ω = 7790 Ω en 8200 + 410 Ω = 8610 Ω.

Via de gekleurde code is er de nominale of weerstandsfabriekswaarde, maar om de maatregel op te geven, is het noodzakelijk om de weerstand met de multimeter te meten, zoals eerder uitgelegd.

Een ander voorbeeld voor de weerstand van de volgende figuur:

figuur 3. Gebruik van kleurcode in een weerstand r. Bron: Wikimedia Commons.

We hebben het volgende voor weerstand R: rood (= 2), violet (= 7), groen (vermenigvuldigen met 10⁵), dus de weerstand R van de figuur is 27 x 10 waard⁵ Ω. De tolerantieband is zilver: 27 x 10⁵ x (10/100) ω = 27 x 10⁴ Ω. Een manier om het vorige resultaat uit te drukken, afgerond met 27 x 10⁴ A 30 x 10⁴, is:

R = (27 ± 3) × 10⁵ Ω = (2.7 ± 0.3) × 10⁶ Ω 

De meeste gebruikte voorvoegsels

De waarden die een elektrische weerstand kan hebben, wat altijd positief is, zijn in een zeer breed bereik. Daarom worden de bevoegdheden van 10 gebruikt om hun waarden uit te drukken, evenals de voorvoegsels. Volgende het meest gebruikelijke:

tafel 2.

Volgens deze notatie is de weerstand van het vorige voorbeeld: (2.7 ± 0.3) MΩ.

Kan u van dienst zijn: Geleidbaarheid: formules, berekening, voorbeelden, oefeningen

Geleiderweerstand

De weerstanden worden vervaardigd van verschillende materialen en is een maat voor de oppositie die de bestuurder heeft aan de doorgang van de stroom, zoals bekend, niet alle materialen op dezelfde manier worden uitgevoerd. Zelfs onder de materialen die als geleiders worden beschouwd, zijn er verschillen.

De weerstand hangt af van verschillende kenmerken, het belangrijkste is:

- Geometrie van de bestuurder: lengte en oppervlakte van de dwarsdoorsnede.

- Materiaalweerstand: geeft de door het materiaal gepresenteerde oppositie aan om de stroom te passeren.

- Temperatuur: weerstand en weerstand nemen toe met de temperatuur, omdat het interne systeem van het materiaal afneemt en dus de huidige dragers hun doorgang belemmeren.

Voor een constante dwarsdoorsnede -geleider wordt de weerstand bij een gegeven temperatuur gegeven door:

R = ρ (ℓ/A)

Waarbij ρ de weerstand is van het materiaal bij de betreffende temperatuur, die experimenteel wordt bepaald, ℓ is de lengte van de geleider en a is het kruissectionele gebied.

Figuur 4. Geleiderweerstand. Bron: Wikimedia Commons.

Oefening opgelost

Vind de weerstand van een 0 koperdraad.32 mm straal en 15 cm lang, wetende dat koperweerstand 1 is.7 × 10^-8 Ω.M.

Oplossing

Aangezien de weerstand zich in eenheden van het internationale systeem bevindt, is het meest geschikt om het kruissectionele gebied en de lengte in deze eenheden uit te drukken en vervolgens de voorgaande sectie te vervangen:

Radio = 0.32 mm = 0.32 × 10^-3 M

A = π (radio²) = π (0.32 × 10^-3 M)² = 3.22 x 10^-7 M²

ℓ = 15 cm = 15 x 10^-2 M

R = ρ (ℓ/A) = 1.7 × 10^-8 Ω.M x (15 x 10^-2 m / 3.22 x 10^-7 M² ) = 7.9 × 10^-3 Ω = 7.9 m-ohm.

Referenties

1. Figueroa, D. (2005). Serie: Physics for Science and Engineering. Deel 5. Elektrostatica. Uitgegeven door Douglas Figueroa (USB).
2. Giancoli, D.  2006. Fysica: principes met toepassingen. 6^e. Ed Prentice Hall.
3. Resnick, r. (1999). Fysiek. Vol. 2. 3^ra in het Spaans. Continental Editorial Company s.NAAR. van C.V.
4. Sears, Zemansky. 2016. Universitaire natuurkunde met moderne natuurkunde. 14^e. ED. Deel 2.
5. Serway, r., Jewett, J. (2018). Natuurkunde voor wetenschap en engineering. Deel 1. 10^ma. ED. Cengage leren.