Содержание

Закона Ома для участка цепи

В природе существует два основных вида материалов, проводящие ток и непроводящие (диэлектрики). Отличаются эти материалы наличием условий для перемещения в них электрического тока (электронов).

Из токопроводящих материалов (медь, алюминий, графит, и многие другие), делают электрические проводники, в них электроны не связаны и могут свободно перемещаться.

В диэлектриках электроны привязаны к атомам намертво, поэтому ток в них течь не может. Из них делают изоляцию для проводов, детали электроприборов.

Для того чтобы электроны начали перемещаться в проводнике (по участку цепи пошел ток), им нужно создать условия. Для этого в начале участка цепи должен быть избыток электронов, а в конце – недостаток. Для создания таких условий используют источники напряжения – аккумуляторы, батарейки, электростанции.

Формула Закона Ома

В 1827 году Георг Симон Ом открыл закон силы электрического тока. Его именем назвали Закон и единицу измерения величины сопротивления. Смысл закона в следующем.

Чем толще труба и больше давление воды в водопроводе (с увеличением диаметра трубы уменьшается сопротивление воде) – тем больше потечет воды. Если представить, что вода это электроны (электрический ток), то, чем толще провод и больше напряжение (с увеличением сечения провода уменьшается сопротивление току) – тем больший ток будет протекать по участку цепи.

Сила тока, протекающая по электрической цепи, прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна величине сопротивления цепи.

где
I – сила тока, измеряется в амперах и обозначается буквой А;
U – напряжение, измеряется в вольтах и обозначается буквой В;
R – сопротивление, измеряется в омах и обозначается .

Если известны напряжение питания U и сопротивление электроприбора R, то с помощью вышеприведенной формулы, воспользовавшись онлайн калькулятором, легко определить силу протекающего по цепи тока I.

С помощью закона Ома рассчитываются электрические параметры электропроводки, нагревательных элементов, всех радиоэлементов современной электронной аппаратуры, будь то компьютер, телевизор или сотовый телефон.

Применение закона Ома на практике

На практике часто приходится определять не силу тока I, а величину сопротивления R. Преобразовав формулу Закона Ома, можно рассчитать величину сопротивления R, зная протекающий ток I и величину напряжения U.

Величину сопротивления может понадобится рассчитать, например, при изготовлении блока нагрузок для проверки блока питания компьютера. На корпусе блока питания компьютера обычно есть табличка, в которой приведен максимальный ток нагрузки по каждому напряжению. Достаточно в поля калькулятора ввести данные величины напряжения и максимальный ток нагрузки и в результате вычисления получим величину сопротивления нагрузки для данного напряжения. Например, для напряжения +5 В при максимальной величине тока 20 А, сопротивление нагрузки составит 0,25 Ом.

Формула Закона Джоуля-Ленца

Величину резистора для изготовления блока нагрузки для блока питания компьютера мы рассчитали, но нужно еще определить какой резистор должен быть мощности? Тут поможет другой закон физики, который, независимо друг от друга открыли одновременно два ученых физика. В 1841 году Джеймс Джоуль, а в 1842 году Эмиль Ленц. Этот закон и назвали в их честь – Закон Джоуля-Ленца.

Потребляемая нагрузкой мощность прямо пропорциональна приложенной величине напряжения и протекающей силе тока. Другими словами, при изменении величины напряжения и тока будет пропорционально будет изменяться и потребляемая мощность.

где
P – мощность, измеряется в ваттах и обозначается Вт;
U – напряжение, измеряется в вольтах и обозначается буквой В;
I – сила ток, измеряется в амперах и обозначается буквой А.

Зная напряжения питания и силу тока, потребляемую электроприбором, можно по формуле определить, какую он потребляет мощность. Достаточно ввести данные в окошки ниже приведенного онлайн калькулятора.

Закон Джоуля-Ленца позволяет также узнать силу тока, потребляемую электроприбором зная его мощность и напряжение питания. Величина потребляемого тока необходима, например, для выбора сечения провода при прокладке электропроводки или для расчета номинала.

Например, рассчитаем потребляемый ток стиральной машины. По паспорту потребляемая мощность составляет 2200 Вт, напряжение в бытовой электросети составляет 220 В. Подставляем данные в окошки калькулятора, получаем, что стиральная машина потребляет ток величиной 10 А.

Еще один пример, Вы решили в автомобиле установить дополнительную фару или усилитель звука. Зная потребляемую мощность устанавливаемого электроприбора легко рассчитать потребляемый ток и правильно подобрать сечение провода для подключения к электропроводке автомобиля. Допустим, дополнительная фара потребляет мощность 100 Вт (мощность установленной в фару лампочки), бортовое напряжение сети автомобиля 12 В. Подставляем значения мощности и напряжения в окошки калькулятора, получаем, что величина потребляемого тока составит 8,33 А.

Разобравшись всего в двух простейших формулах, Вы легко сможете рассчитать текущие по проводам токи, потребляемую мощность любых электроприборов – практически начнете разбираться в основах электротехники.

Преобразованные формулы Закона Ома и Джоуля-Ленца

Встретил в Интернете картинку в виде круглой таблички, в которой удачно размещены формулы Закона Ома и Джоуля-Ленца и варианты математического преобразования формул. Табличка представляет собой не связанные между собой четыре сектора и очень удобна для практического применения

По таблице легко выбрать формулу для расчета требуемого параметра электрической цепи по двум другим известным. Например, нужно определить ток потребления изделием по известной мощности и напряжению питающей сети. По таблице в секторе тока видим, что для расчета подойдет формула I=P/U.

А если понадобится определить напряжение питающей сети U по величине потребляемой мощности P и величине тока I, то можно воспользоваться формулой левого нижнего сектора, подойдет формула U=P/I.

Подставляемые в формулы величины должны быть выражены в амперах, вольтах, ваттах или Омах.

Закон Ома.

Закон Ома.

Программа КИП и А

В программу «КИП и А», в разделе «Электрика» включен блок расчета закона Ома для постоянного и переменного тока. Сначала немного теории..

Для постоянного тока

Закон Ома определяет зависимость между током (I), напряжением (U) и сопротивлением (R) в участке электрической цепи. Наиболее популярна формулировка:

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению данного участка цепи, т.е.

I = U / RгдеI - сила тока, измеряемая в Амперах, (A)   
U - напряжение, измеряемое в Вольтах, (V)
R - сопротивление, измеряется в Омах, (Ω)

Закон Ома, является основополагающим в электротехнике и электронике. Без его понимания также не представляется работа подготовленного специалиста в области КИП и А. Когда-то была даже распространена такая поговорка, - "Не знаешь закон Ома, - сиди дома..".

Помимо закона Ома, важнейшим является понятие электрической мощности, P:

Мощность постоянного тока (P) равна произведению силы тока (I) на напряжение (U), т.е.

P = I × UгдеP - эл. мощность, измеряемая в Ваттах, (W)
I - сила тока, измеряемая в Амперах, (A)   
U - напряжение, измеряемое в Вольтах, (V)

Комбинируя эти две формулы, выведем зависимость между силой тока, напряжением, сопротивлением и мощностью, и создадим таблицу:

Сила тока,I=U/RP/U√(P/R)
Напряжение,U=I×RP/I√(P×R)
Сопротивление,R=U/IP/I²U²/P
Мощность,P=I×UI²×RU²/R

Практический пример использования таблицы: Покупая в магазине утюг, мощностью 1 кВт (1 кВт = 1000 Вт), высчитываем на какой минимальный ток должна быть рассчитана розетка в которую предполагается включать данную покупку:

Несмотря на то, что утюг включается в сеть переменного тока, пренебрегаем его реактивным сопротивлением (см. ниже), и используем упрощенную формулу для постоянного тока. Находим в таблице I = P / U. Получаем: 1000 кВт / 220 В (напряжение сети) = 4,5 Ампера. Это и есть минимальный ток, который должна выдерживать розетка, при подключении к ней нагрузки мощностью 1 кВт.

Наиболее распространенные множительные приставки:

  • Сила тока, Амперы (A): 1 килоампер (1 kА) = 1000 А. 1 миллиампер (1 mA) = 0,001 A. 1 микроампер (1 µA) = 0,000001 A.
  • Напряжение, Вольты (V): 1 киловольт (1kV) = 1000 V. 1 милливольт (1 mV) = 0,001 V. 1 микровольт (1 µV) = 0,000001 V.
  • Сопротивление, Омы (Om): 1 мегаом (1 MOm) = 1000000 Om. 1 килоом (1 kOm) = 1000 Om.
  • Мощность, Ватты (W): 1 мегаватт (1 MW) = 1000000 W. 1 киловатт (1 kW) = 1000 W. 1 милливатт (1 mW) = 0,001 W.

Для переменного тока

В цепи переменного тока закон Ома может иметь некоторые особенности, описанные ниже.

Импеданс, Z

В цепи переменного тока, сопротивление кроме активной (R), может иметь как емкостную (C), так и индуктивную (L) составляющие.

В этом случае вводится понятие электрического импеданса, Z (полного или комплексного сопротивления для синусоидального сигнала). Упрощенные схемы комплексного сопротивления приведены на рисунках ниже, слева для последовательного, справа для параллельного соединения индуктивной и емкостной составляющих.


Последовательное включение R, L, C
Параллельное включение R, L, C

Также, полное сопротивление, Z зависит не только от емкостной (C), индуктивной (L) и активной (R) составляющих, но и от частоты переменного тока.

Импеданс, Полное сопротивление, Z
При последовательном включении R, L, CПри параллельном включении R, L, C
Z=√(R2+(ωL-1/ωC)2)Z=1/ √(1/R2+(1/ωL-ωC)2)
где,
ω = 2πγ - циклическая, угловая частота; γ - частота переменного тока.

Коэффициент мощности, Cos(φ)

Коэффициент мощности, в самом простом понимании, это отношение активной мощности (P) потребителя электрической энергии к полной (S) потребляемой мощности, т. е.

Cos(φ) = P / S

Он также показывает насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения.
Изменяется от 0 до 1. Если нагрузка не содержит реактивных составляющих (емкостной и индуктивной), то коэффициент мощности равен единице.
Чем ближе Cos(φ) к единице, тем меньше потерь энергии в электрической цепи.

Исходя из вышеперечисленных понятий импеданса Z и коэффициента мощности Cos(φ), характерных для переменного тока, выведем формулу закона Ома, коэффициента мощности и их производные для цепей переменного тока:

I = U / ZгдеI - сила переменного тока, измеряемая в Амперах, (A)   
U - напряжение переменного тока, измеряемое в Вольтах, (V)
Z - полное сопротивление (импеданс), измеряется в Омах, (Ω)

Производные формулы:

Сила тока,I=U/ZP/(U×Cos(φ))√(P/Z)
Напряжение,U=I×ZP/(I×Cos(φ))√(P×Z)
Полное сопротивление, импедансZ=U/IP/I²U²/P
Мощность,P=I²×ZI×U×Cos(φ)U²/Z

Программа «КИП и А» имеет в своем составе блок расчета закона Ома как для постоянного и переменного тока, так и для расчета импеданса и коэффициента мощности Cos(φ). Скриншоты представлены на рисунках внизу:


Закон Ома для постоянного тока
Закон Ома для переменного тока
Расчет полного сопротивления
Расчет коэффициента мощности Cos(φ)

 

Закон Ома. Онлайн расчёт для постоянного и переменного тока.

Онлайн расчёт электрических величин напряжения, тока и мощности для участка цепи,
полной цепи, цепи с резистивными, ёмкостными и индуктивными элементами.
Теория и практика для начинающих.

Начнём с терминологии.
Электрический ток - это направленное движение заряженных частиц, при котором происходит перенос заряда из одной области электрической цепи в другую.
Силой электрического тока (I) является величина, которая численно равна количеству заряда Δq, протекающего через заданное поперечное сечение проводника S за единицу времени Δt: I = Δq/Δt.
Напряжение электрического тока между точками A и B электрической цепи - физическая величина, значение которой равно работе эффективного электрического поля, совершаемой при переносе единичного пробного заряда из точки A в точку B.
Омическое (активное) сопротивление - это сопротивление цепи постоянному току, вызывающее безвозвратные потери энергии постоянного тока.
Теперь можно переходить к закону Ома.

Закон Ома был установлен экспериментальным путём в 1826 году немецким физиком Георгом Омом и назван в его честь. По большому счёту, Закон Ома не является фундаментальным законом природы и может быть применим в ограниченных случаях, определяющих зависимость между электрическими величинами, такими как: напряжение, сопротивление и сила тока исключительно для проводников, обладающих постоянным сопротивлением. При расчёте напряжений и токов в нелинейных цепях, к примеру, таких, которые содержат полупроводниковые или электровакуумные приборы, этот закон в простейшем виде уже использоваться не может.

Тем не менее, закон Ома был и остаётся основным законом электротехники, устанавливающим связь силы электрического тока с сопротивлением и напряжением.
Формулировка закона Ома для участка цепи может быть представлена так: сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению (разности потенциалов) на его концах и обратно пропорциональна сопротивлению этого проводника и записана в следующем виде:
I=U/R,

где
I – сила тока в проводнике, измеряемая в амперах [А];
U – электрическое напряжение (разность потенциалов), измеря- емая в вольтах [В];
R – электрическое сопротивление проводника, измеряемое в омах [Ом]
.

Производные от этой формулы приобретают такой же незамысловатый вид: R=U/I и U=R×I.

Зная любые два из трёх приведённых параметров можно произвести и расчёт величины мощности, рассеиваемой на резисторе.
Мощность является функцией протекающего тока I(А) и приложенного напряжения U(В) и вычисляется по следующим формулам, также являющимся производными от основной формулы закона Ома:
P(Вт) = U(В)×I(А) = I2(А)×R(Ом) = U2(В)/R(Ом)

Формулы, описывающие закон Ома, настолько просты, что не стоят выеденного яйца и, возможно, вообще не заслуживают отдельной крупной статьи на страницах уважающего себя сайта.

Не заслуживают, так не заслуживают. Деревянные счёты Вам в помощь, уважаемые дамы и рыцари!
Считайте, учитывайте размерность, не стирайте из памяти, что:

Единицы измерения напряжения: 1В=1000мВ=1000000мкВ;
Единицы измерения силы тока:1А=1000мА=1000000мкА;
Единицы измерения сопротивления:1Ом=0.001кОм=0.000001МОм;
Единицы измерения мощности:1Вт=1000мВт=100000мкВт
.

Ну и так, на всякий случай, чисто для проверки полученных результатов, приведём незамысловатую таблицу, позволяющую в онлайн режиме проверить расчёты, связанные со знанием формул закона Ома.

ТАБЛИЦА ДЛЯ ПРОВЕРКИ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЁТОВ ЗАКОНА ОМА.

Вводить в таблицу нужно только два имеющихся у Вас параметра, остальные посчитает таблица.


Все наши расчёты проводились при условии, что значение внешнего сопротивления R значительно превышает внутреннее сопротивление источника напряжения rвнутр.
Если это условие не соблюдается, то под величиной R следует принять сумму внешнего и внутреннего сопротивлений: R = Rвнешн + rвнутр , после чего закон приобретает солидное название - закон Ома для полной цепи:
I=U/(R+r) .

Для многозвенных цепей возникает необходимость преобразования её к эквивалентному виду:

Значения последовательно соединённых резисторов просто суммируются, в то время как значения параллельно соединённых резисторов определяются исходя из формулы: 1/Rll = 1/R4+1/R5.
А онлайн калькулятор для расчёта величин сопротивлений при параллельном соединении нескольких проводников можно найти на странице ссылка на страницу.

Теперь, что касается закона Ома для переменного тока.
Если внешнее сопротивление у нас чисто активное (не содержит ёмкостей и индуктивностей), то формула, приведённая выше, остаётся в силе.
Единственное, что надо иметь в виду для правильной интерпретации закона Ома для переменного тока - под значением U следует понимать действующее (эффективное) значение амплитуды переменного сигнала.

А что такое действующее значение и как оно связано с амплитудой сигнала переменного тока?
Приведём диаграммы для нескольких различных форм сигнала.

Слева направо нарисованы диаграммы синусоидального сигнала, меандра (прямоугольный сигнал со скважностью, равной 2), сигнала треугольной формы, сигнала пилообразной формы.
Глядя на рисунок можно осмыслить, что амплитудное значение приведённых сигналов - это максимальное значение, которого достигает амплитуда в пределах положительной, или отрицательной (в наших случаях они равны) полуволны.

Рассчитываем действующее значение напряжение интересующей нас формы:

Для синуса U = Uд = Uа/√2;
для треугольника и пилы U = Uд = Uа/√3;
для меандра U = Uд = Uа.

С этим разобрались!

Теперь посмотрим, как будет выглядеть формула закона Ома при наличии индуктивности или ёмкости в цепи переменного тока.
В общем случае смотреться это будет так:

А формула остаётся прежней, просто в качестве сопротивления R выступает полное сопротивление цепи Z, состоящее из активного, ёмкостного и индуктивного сопротивлений.
Поскольку фазы протекающего через эти элементы тока не одинаковы, то простым арифметическим сложением сопротивлений этих трёх элементов обойтись не удаётся, и формула приобретает вид:
Реактивные сопротивления конденсаторов и индуктивностей мы с Вами уже рассчитывали на странице ссылка на страницу и знаем, что величины эти зависят от частоты, протекающего через них тока и описываются формулами: XC = 1/(2πƒС) ,   XL = 2πƒL .

Нарисуем таблицу для расчёта полного сопротивления цепи для переменного тока.
Количество вводимых элементов должно быть не менее одного, при наличии индуктивного или емкостного элемента - необходимо указать значение частоты f !

КАЛЬКУЛЯТОР ДЛЯ ОНЛАЙН РАСЧЁТА ПОЛНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЦЕПИ.

Теперь давайте рассмотрим практический пример применения закона Ома в цепях переменного тока и рассчитаем простенький бестрансформаторный источник питания.

Токозадающими цепями в данной схеме являются элементы R1 и С1.

Допустим, нас интересует выходное напряжение Uвых = 12 вольт при токе нагрузки 100 мА.
Выбираем стабилитрон Д815Д с напряжением стабилизации 12В и максимально допустимым током стабилизации 1,4А.
Зададимся током через стабилитрон с некоторым запасом - 200мА.
С учётом падения напряжения на стабилитроне, напряжение на токозадающей цепи равно 220в - 12в = 208в.
Теперь рассчитаем сопротивление этой цепи Z для получения тока, равного 200мА: Z = 208в/200мА = 1,04кОм.
Резистор R1 является токоограничивающим и выбирается в пределах 10-100 Ом в зависимости от максимального тока нагрузки.
Зададимся номиналами R1 - 30 Ом, С1 - 1 Мкф, частотой сети f - 50 Гц и подставим всё это хозяйство в таблицу.
Получили полное сопротивление цепи, равное 3,183кОм. Многовато будет - надо увеличивать ёмкость С1.
Поигрались туда-сюда, нашли нужное значение ёмкости - 3,18 Мкф, при котором Z = 1,04кОм.

Всё - закон Ома выполнил свою функцию, расчёт закончен, всем спать полчаса!

 

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.

Цепь постоянного тока (или, строго говоря, цепь без комплексного сопротивления)

Применимость формул: пренебрегаем зависимостью сопротивлений от силы тока.

P = мощность (Ватт)

U = напряжение (Вольт)

I = ток (Ампер)

R = сопротивление (Ом)

r = внутреннее сопротивление источнка ЭДС

ε = ЭДС источника

Тогда для всей цепи:

  • I=ε/(R +r) - закон Ома для всей цепи.

И еще ниже куча формулировок закона Ома для участка цепи :

Электрическое напряжение:

  • U = R* I - Закон Ома для участка цепи
  • U = P / I
  • U = (P*R)1/2

Электрическая мощность:

  • P= U* I
  • P= R* I2
  • P = U 2/ R

Электрический ток:

  • I = U / R
  • I = P/ E
  • I = (P / R)1/2

Электрическое сопротивление:

  • R = U / I
  • R = U 2/ P
  • R = P / I2

НЕ ЗАБЫВАЕМ: Законы Кирхгофа они же Правила Кирхгофа для тока и напряжения.

Цепь переменного синусоидального тока c частотой ω.

Применимость формул: пренебрегаем зависимостью сопротивлений от силы тока и частоты.

Напомним, что любой сигнал, может быть с любой точностью разложен в ряд Фурье, т.е. в предположении, что параметры сети частотнонезависимы - данная формулировка применима ко всем гармоникам любого сигнала.

Закон Ома для цепей переменного тока:

где:

Естественно, применительно к цепям переменного тока можно говорить и об активной/реактивной мощности.

  • U = U0eiωt  напряжение или разность потенциалов,
  • I  сила тока,
  • Z = Reiφ  комплексное сопротивление (импеданс)
  • R = (Ra2+Rr2)1/2  полное сопротивление,
  • Rr = ωL — 1/ωC  реактивное сопротивление (разность индуктивного и емкостного),
  • Rа  активное (омическое) сопротивление, не зависящее от частоты,
  • φ = arctg Rr/Ra — сдвиг фаз между напряжением и током.
Дополнительная информация:
  1. Электростатика.
  2. Закон Ома.
  3. Законы Кирхгофа они же Правила Кирхгофа для тока и напряжения.
  4. Формулы. Электрическое сопротивление проводника при постоянном токе, зависимость сопротивления проводника от температуры, индуктивное и ёмкостное (реактивное) сопротивление, полное реактивное сопротивление, полное сопротивление цепи при переменном токе
  5. Коэффициент мощности (cos φ, косинус фи ), Полная (кажущаяся), активная и реактивная мощность электродвигателя=электромотора и не только его. Коэффициент мощности для трехфазного электродвигателя.



Нашли ошибку? Есть дополнения? Напишите нам об этом, указав ссылку на страницу.
TehTab.ru

Реклама, сотрудничество: [email protected] ru

Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Все риски за использование информаци с сайта посетители берут на себя. Проект TehTab.ru является некоммерческим, не поддерживается никакими политическими партиями и иностранными организациями.

Закон ома - формулировка простыми словами, определение,

Сопротивление

Представьте, что есть труба, в которую затолкали камни. Вода, которая протекает по этой трубе, станет течь медленнее, потому что у нее появилось сопротивление. Точно также будет происходить с электрическим током.

  • Сопротивление — физическая величина, которая показывает способность проводника пропускать электрический ток. Чем выше сопротивление, тем ниже эта способность.

Теперь сделаем «каменный участок» длиннее, то есть добавим еще камней. Воде будет еще сложнее течь.

Сделаем трубу шире, оставив количество камней тем же — воде полегчает, поток увеличится.

Теперь заменим шероховатые камни, которые мы набрали на стройке, на гладкие камушки из моря. Через них проходить тоже легче, а значит сопротивление уменьшается.

Электрический ток реагирует на эти параметры аналогичным образом: при удлинении проводника сопротивление увеличивается, при увеличении поперечного сечения (ширины) проводника сопротивление уменьшается, а если заменить материал — изменится в зависимости от материала.

Эту закономерность можно описать следующей формулой:

Сопротивление

R = ρ l/S

R — сопротивление [Ом]

l — длина проводника [м]

S — площадь поперечного сечения [мм^2]

ρ — удельное сопротивление [Ом*мм^2/м]

Единица измерения сопротивления — Ом. 2.

Знайте!

СИ — международная система единиц. «Перевести в СИ» означает перевод всех величин в метры, килограммы, секунды и другие единицы измерения без приставок. Исключение составляет килограмм с приставкой «кило».

  • Удельное сопротивление проводника — это физическая величина, которая показывает способность материала пропускать электрический ток. Это табличная величина, она зависит только от материала.

Таблица удельных сопротивлений различных материалов

Удельное сопротивление

ρ, Ом*мм2/м

Удельное сопротивление

ρ, Ом*мм2/м

Алюминий

0,028

Бронза

0,095 - 0,1

Висмут

1,2

Вольфрам

0,05

Железо

0,1

Золото

0,023

Иридий

0,0474

Константан ( сплав Ni-Cu + Mn)

0,5

Латунь

0,025 - 0,108

Магний

0,045

Манганин (сплав меди марганца и никеля - приборный)

0,43 - 0,51

Медь

0,0175

Молибден

0,059

Нейзильбер (сплав меди цинка и никеля)

0,2

Натрий

0,047

Никелин ( сплав меди и никеля)

0,42

Никель

0,087

Нихром ( сплав никеля хрома железы и марганца)

1,05 - 1,4

Олово

0,12

Платина

0. 107

Ртуть

0,94

Свинец

0,22

Серебро

0,015

Сталь

0,103 - 0,137

Титан

0,6

Хромаль

1,3 - 1,5

Цинк

0,054

Чугун

0,5-1,0

Резистор

Все реальные проводники имеют сопротивление, но его стараются сделать незначительным. В задачах вообще используют словосочетание «идеальный проводник», а значит лишают его сопротивления.

Из-за того, что проводник у нас «кругом-бегом-такой-идеальный», чаще всего за сопротивление в цепи отвечает резистор. Это устройство, которое нагружает цепь сопротивлением.

Вот так резистор изображается на схемах:


В школьном курсе физики используют Европейское обозначение, поэтому запоминаем только его. Американское обозначение можно встретить, например, в программе Micro-Cap, в которой инженеры моделируют схемы.

Вот так резистор выглядит в естественной среде обитания:


Полосочки на нем показывают его сопротивление.

На сайте компании Ekits, которая занимается продажей электронных модулей, можно выбрать цвет резистора и узнать значение его сопротивления:


Источник: сайт компании Ekits

О том, зачем дополнительно нагружать сопротивлением цепь, мы поговорим в этой же статье чуть позже.

Не сопротивляйтесь зову сердца и запишите ребенка в современную школу Skysmart. Здесь школьники решают захватывающие задачки по физике и понимают, как это пригодится в жизни.

А еще следят за прогрессом в личном кабинете, задают учителям любые — даже самые неловкие — вопросы и чувствуют себя увереннее на школьных экзаменах и контрольных. 2/м]

Закон Ома для участка цепи

С камушками в трубе все понятно, но не только же от них зависит сила, с которой поток воды идет по трубе — от насоса, которым мы эту воду качаем, тоже зависит. Чем сильнее качаем, тем больше течение. В электрической цепи функцию насоса выполняет источник тока.

Например, источником может быть гальванический элемент (привычная батарейка). Батарейка работает на основе химических реакций внутри нее. Эти реакции выделяют энергию, которая потом передается электрической цепи.

У любого источника обязательно есть полюса — «плюс» и «минус». Полюса — это его крайние положения, по сути клеммы, к которым присоединяется электрическая цепь. Собственно, ток как раз течет от «+» к «-».


У нас уже есть две величины, от которых зависит электрический ток в цепи — напряжение и сопротивление. Кажется, пора объединять их в закон.

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на его концах и обратно пропорциональна его сопротивлению.

Математически его можно описать вот так:

Закон Ома для участка цепи

I = U/R

I — сила тока [A]

U — напряжение [В]

R — сопротивление [Ом]

Напряжение измеряется в Вольтах и показывает разницу между двумя точками цепи: от этой разницы зависит, насколько сильно будет течь ток — чем больше разница, тем выше напряжение и ток будет течь сильнее.

Сила тока измеряется в Амперах, а подробнее о ней вы можете прочитать в нашей статье 😇

Давайте решим несколько задач на Закон Ома для участка цепи.

Задача раз

Найти силу тока в лампочке накаливания, если торшер включили в сеть напряжением 220 В, а сопротивление нити накаливания равно 880 Ом. 2/м

Обратимся к таблице удельных сопротивлений материалов, чтобы выяснить, из какого материала сделана эта нить накаливания.

Таблица удельных сопротивлений различных материалов

Удельное сопротивление

ρ, Ом*мм2/м

Удельное сопротивление

ρ, Ом*мм2/м

Алюминий

0,028

Бронза

0,095 - 0,1

Висмут

1,2

Вольфрам

0,05

Железо

0,1

Золото

0,023

Иридий

0,0474

Константан ( сплав Ni-Cu + Mn)

0,5

Латунь

0,025 - 0,108

Магний

0,045

Манганин (сплав меди марганца и никеля - приборный)

0,43 - 0,51

Медь

0,0175

Молибден

0,059

Нейзильбер (сплав меди цинка и никеля)

0,2

Натрий

0,047

Никелин ( сплав меди и никеля)

0,42

Никель

0,087

Нихром ( сплав никеля хрома железы и марганца)

1,05 - 1,4

Олово

0,12

Платина

0. 107

Ртуть

0,94

Свинец

0,22

Серебро

0,015

Сталь

0,103 - 0,137

Титан

0,6

Хромаль

1,3 - 1,5

Цинк

0,054

Чугун

0,5-1,0

Ответ: нить накаливания сделана из константана.

Закон Ома для полной цепи

Мы разобрались с законом Ома для участка цепи. А теперь давайте узнаем, что происходит, если цепь полная: у нее есть источник, проводники, резисторы и другие элементы.

В таком случае вводится Закон Ома для полной цепи: сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС цепи к ее полному сопротивлению.

Так, стоп. Слишком много незнакомых слов — разбираемся по-порядку.

Что такое ЭДС и откуда она берется

ЭДС расшифровывается, как электродвижущая сила. Обозначается греческой буквой ε и измеряется, как и напряжение, в Вольтах.

  • ЭДС — это сила, которая движет заряженные частицы в цепи. Она берется из источника тока. Например, из батарейки.

Химическая реакция внутри гальванического элемента (это синоним батарейки) происходит с выделением энергии в электрическую цепь. Именно эта энергия заставляет частицы двигаться по проводнику.

Зачастую напряжение и ЭДС приравнивают и говорят, что это одно и то же. Формально, это не так, но при решении задач чаще всего и правда нет разницы, так как эти величины обе измеряются в Вольтах и определяют очень похожие по сути своей процессы.

В виде формулы Закон Ома для полной цепи будет выглядеть следующим образом:

Закон Ома для полной цепи

I = ε/(R + r)

I — сила тока [A]

ε — ЭДС [В]

R — сопротивление [Ом]

r — внутреннее сопротивление источника [Ом]

Любой источник не идеален. В задачах это возможно («источник считать идеальным», вот эти вот фразочки), но в реальной жизни — точно нет. В связи с этим у источника есть внутреннее сопротивление, которое мешает протеканию тока.

Решим задачу на полную цепь.

Задачка

Найти силу тока в полной цепи, состоящей из одного резистора сопротивлением 3 Ом и источником с ЭДС равной 4 В и внутренним сопротивлением 1 Ом

Решение:

Возьмем закон Ома для полной цепи:

I = ε/(R + r)

Подставим значения:

I = 4/(3+1) = 1 A

Ответ: сила тока в цепи равна 1 А.

Когда «сопротивление бесполезно»

Электрический ток — умный и хитрый парень. Если у него есть возможность обойти резистор и пойти по идеальному проводнику без сопротивления, он это сделает. При этом с резисторами просто разных номиналов это не сработает: он не пойдет просто через меньшее сопротивление, а распределится согласно закону Ома — больше тока пойдет туда, где сопротивление меньше, и наоборот.

А вот на рисунке ниже сопротивление цепи равно нулю, потому что ток через резистор не пойдет.


Ток идет по пути наименьшего сопротивления.

Теперь давайте посмотрим на закон Ома для участка цепи еще раз.

Закон Ома для участка цепи

I = U/R

I — сила тока [A]

U — напряжение [В]

R — сопротивление [Ом]

Подставим сопротивление, равное 0. Получается, что знаменатель равен нулю, а на математике говорят, что на ноль делить нельзя. Но мы вам раскроем страшную тайну, только не говорите математикам: на ноль делить можно. Если совсем упрощать такое сложное вычисление (а именно потому что оно сложное, мы всегда говорим, что его нельзя производить), то получится бесконечность.

То есть:

I = U/0 = ∞

Такой случай называют коротким замыканием — когда величина силы тока настолько велика, что можно устремить ее к бесконечности. В таких ситуациях мы видим искру, бурю, безумие — и все ломается.

Это происходит, потому что две точки цепи имеют между собой напряжение (то есть между ними есть разница). Это как если вдоль реки неожиданно появляется водопад. Из-за этой разницы возникает искра, которую можно избежать, поставив в цепь резистор.

Именно во избежание коротких замыканий нужно дополнительное сопротивление в цепи.

Параллельное и последовательное соединение

Все это время речь шла о цепях с одним резистором. Рассмотрим, что происходит, если их больше.


Последовательное соединение

Параллельное соединение

Схема

Резисторы следуют друг за другом

Между резисторами есть два узла

Узел — это соединение трех и более проводников

Сила тока

Сила тока одинакова на всех резисторах

I = I1 = I2

Сила тока, входящего в узел, равна сумме сил токов, выходящих из него

I = I1 + I2

Напряжение

Общее напряжение цепи складывается из напряжений на каждом резисторе

U = U1 + U2

Напряжение одинаково на всех резисторах

U = U1 = U2

Сопротивление

Общее сопротивление цепи складывается из сопротивлений каждого резистора

R = R1 + R2

Общее сопротивление для бесконечного количества параллельно соединенных резисторов

1/R = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/Rn

Общее сопротивление для двух параллельно соединенных резисторов

R = (R1 * R2)/R1 + R2

Общее сопротивление бесконечного количества параллельно соединенных одинаковых резисторов

R = R1/n

Зачем нужны эти соединения, если можно сразу взять резистор нужного номинала?

Начнем с того, что все электронные компоненты изготавливаются по ГОСТу. То есть есть определенные значения резисторов, от которых нельзя отойти при производстве. Это значит, что не всегда есть резистор нужного номинала и его нужно соорудить из других резисторов.

Параллельное соединение также используют, как «запасной аэродром»: когда на конечный результат общее сопротивление сильно не повлияет, но в случае отказа одного из резисторов, будет работать другой.

Признаемся честно: схемы, которые обычно дают в задачах (миллион параллельно соединенных резисторов, к ним еще последовательный, а к этому последовательному еще миллион параллельных) — в жизни не встречаются. Но навык расчета таких схем впоследствии упрощает подсчет схем реальных, потому что так вы невооруженным глазом отличаете последовательное соединение от параллельного.

Решим несколько задач на последовательное и параллельное соединение.

Задачка раз

Найти общее сопротивление цепи.

R1 = 1 Ом, R2 = 2 Ом, R3 = 3 Ом, R4 = 4 Ом.


Решение:

Общее сопротивление при последовательном соединении рассчитывается по формуле:

R = R1 + R2 + R3 + R4 = 1 + 2 + 3 + 4 = 10 Ом

Ответ: общее сопротивление цепи равно 10 Ом

Задачка два

Найти общее сопротивление цепи.

R1 = 4 Ом, R2 = 2 Ом


Решение:

Общее сопротивление при параллельном соединении рассчитывается по формуле:

R = (R1 * R2)/R1 + R2 = 4*2/4+2 = 4/3 = 1 ⅓ Ом

Ответ: общее сопротивление цепи равно 1 ⅓ Ом

Задачка три

Найти общее сопротивление цепи, состоящей из резистора и двух ламп.

R1 = 1 Ом, R2 = 2 Ом, R3 = 3 Ом


Решение:

Сначала обозначим, что лампы с точки зрения элемента электрической цепи не отличаются от резисторов. То есть у них тоже есть сопротивление, и они также влияют на цепь.

В данном случае соединение является смешанным. Лампы соеденены параллельно, а последовательно к ним подключен резистор.

Сначала посчитаем общее сопротивление для ламп. Общее сопротивление при параллельном соединении рассчитывается по формуле:

Rламп = (R2 * R3)/R2 + R3 = 2*3/2+3 = 6/5 = 1,2 Ом

Общее сопротивление при последовательном соединении рассчитывается по формуле:

R = R1 + Rламп = 1 + 1,2 = 2,2 Ом

Ответ: общее сопротивление цепи равно 2,2 Ом.

Наконец-то, последняя и самая сложная задача! В ней собрали все самое серьезное из этой статьи 💪.

Задачка четыре со звездочкой

К аккумулятору с ЭДС 12 В, подключена лампочка и два параллельно соединенных резистора сопротивлением каждый по 10 Ом. Известно, что ток в цепи 0,5 А, а сопротивление лампочки R/2. 2)/2R = R/2 = 10/2 = 5 Ом

И общее сопротивление цепи равно:

R = Rлампы + Rрезисторов = 5 + 5 = 10 Ом

Выразим внутреннее сопротивление источника из закона Ома для полной цепи.

I = ε/(R + r)

R + r = ε/I

r = ε/I — R

Подставим значения:

r = 12/0,5 — 10 = 14 Ом

Ответ: внутреннее сопротивление источника равно 14 Ом.

Чтобы ребенок научился решать самые сложные задачи и чувствовал себя уверенно на олимпиадах и экзаменах, запишите его на бесплатный вводный урок в Skysmart.

Профессиональные учителя физики не только научат решать задачи и подготовят к экзамену, но и объяснят, как это все устроено: легко, интерактивно и с примерами из реальной жизни современных подростков.

6. Правильное использование закона Ома | 4. Последовательные и параллельные цепи | Часть1

6.

Правильное использование закона Ома

Подробности
Просмотров: 3078

Правильное использование закона Ома

Одной из наиболее распространенных ошибок начинающих радиолюбителей при применении закона Ома является смешивание контекстов напряжения, силы тока и сопротивления. Другими словами, такие радиолюбители могут по ошибке использовать значение силы тока для одного резистора, а напряжение для группы взаимосвязанных резисторов, думая при этом, что все эти величины соотносятся с сопротивлением выбранного резистора. Это не так! Запомните одно очень важное правило: все переменные, используемые в уравнениях закона Ома, должны быть общими для двух точек рассматриваемой цепи. Это особенно важно в последовательно-параллельных цепях, где соседние компоненты могут иметь различные значения и напряжений и токов. 

Если вы используете закон Ома для расчета значений относящихся к одному компоненту цепи, то вам необходимо убедиться, что напряжение, сила тока и сопротивление, на которые вы ссылаетесь, относятся исключительно к этому компоненту. При расчете значений относящихся к группе компонентов цепи, убедитесь, что напряжение, сила тока и сопротивление относятся только к этой группе. Чтобы лучше понять вышесказанное, во всех расчетах нужно руководствоваться двумя точками цепи, между которыми располагается анализируемый компонент или группа компонентов. В этом случае, при расчетах нужно убедиться, что рассматриваемое напряжение относится только к этим двум точкам, рассматриваемый поток электронов течет от одной точки к другой, рассматриваемое сопротивление является эквивалентным сопротивлением всех резисторов между этими точками, а рассматриваемая мощность является общей мощностью, рассеиваемой всеми компонентами между этими точками.

Большую помощь в правильном расчете значений последовательных и параллельных цепей вам может оказать метод "таблиц", который мы уже применяли в предыдущих статьях. В показанной ниже таблице, вы можете применить уравнение закона Ома только к одному вертикальному столбцу одновременно:

 

 

Рассчитывать общие значения горизонтальных столбцов можно только в соответствии с принципами последовательных и параллельных цепей:

 

 

 

Краткий обзор:

  • Закон Ома применяется только к вертикальным столбцам таблицы.

  • Принципы последовательных и параллельных цепей применяются только к горизонтальным строкам таблицы

ЗАКОН ОМА - это.

.. Что такое ЗАКОН ОМА?
  • ЗАКОН ОМА — один из основных законов электрического тока, согласно которому сила постоянного электрического тока / на участке электрической цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению R данного… …   Большая политехническая энциклопедия

  • закон Ома — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN Ohm s law …   Справочник технического переводчика

  • Закон Ома —     Классическая электродинамика …   Википедия

  • закон Ома — Ohmo dėsnis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. Ohm s law vok. Ohmsches Gesetz, n rus. закон Ома, m pranc. loi d Ohm, f ryšiai: sinonimas – Omo dėsnis …   Automatikos terminų žodynas

  • закон Ома — Omo dėsnis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Ohm’s law vok. Ohmsches Gesetz, n rus. закон Ома, m pranc. loi d’Ohm, f …   Fizikos terminų žodynas

  • закон Ома для магнитной цепи — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN Rowland law …   Справочник технического переводчика

  • Закон Ома для полной цепи — Классическая электродинамика Магнитное поле соленоида Электричество · Магнетизм Электростатика Закон Кулона …   Википедия

  • закон Ома в акустике — akustinis Omo dėsnis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Ohm’s law of acoustics vok. akustisches Ohmsches Gesetz, n rus. закон Ома в акустике, m pranc. loi d’Ohm de l’acoustique, f …   Fizikos terminų žodynas

  • Акустический закон Ома — Феномен, заключающийся в том, что аудиальная система человека выполняет (в весьма приблизительном виде) анализ Фурье, разделяя сложную звуковую волну на составляющие ее компоненты. Функционально это означает, что в определенных пределах человек… …   Психология ощущений: глоссарий

  • обобщённый закон Ома — Соотношение, устанавливающее тензорную связь между вектором плотности электрического тока и системой обобщённых сил, вызывающих его протекание …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • Солнце за журнальным столиком Six Ohm

    Из-за ограничений, связанных с доставкой, мы сталкиваемся с увеличенными сроками доставки многих товаров до 14–18 рабочих дней. Мы увеличили срок возврата до 60 дней, но также сталкиваемся с задержками в обработке возвратов и возмещений. Пожалуйста, прочтите ниже для получения дополнительной информации

    Доставка

    В некоторых случаях может возникнуть задержка с момента создания транспортной этикетки до момента, когда FedEx заберет товар с нашего склада.Кроме того, для некоторых товаров требуется дальнейшая обработка, поэтому, пожалуйста, обращайтесь к страницам отдельных продуктов для получения самой последней информации. Товары, заказанные вместе, могут не попадать в одну коробку. Мы не можем отправить товар по адресу P.O. и коробки A.P.O.

    Мебель и другие негабаритные предметы перевозятся грузовыми перевозчиками, срок обработки и доставки которых увеличен. Сроки доставки, указанные для каждого продукта, отражают расчетное время обработки до того, как товар покинет наш склад.После того, как предметы будут доставлены в путь, им может потребоваться еще 1-4 недели, чтобы они добрались до вашего дома. После того, как товар прибудет в ваш регион, компания по доставке свяжется с вами по телефону, электронной почте или с помощью текстового сообщения, чтобы назначить дату и время доставки, которые подходят вам. Для доставки некоторых товаров требуется подпись. Негабаритные товары будут доставлены у обочины, если иное не указано как «доставка в белых перчатках». Большинство перевозчиков планируют доставку с понедельника по пятницу с 9 до 5. Доставка в сельской местности и на острова имеет ограниченные маршруты, и время доставки может занять больше времени, чем обычно.

    Предзаказов еще нет на нашем складе, и даты, указанные для этих продуктов, являются приблизительными и могут быть изменены по мере возникновения задержек. Для некоторых товаров, оформленных по предварительному заказу, требуется дополнительное время обработки после того, как товары появятся на складе, и они могут быть отправлены не сразу.

    После обработки вашего заказа вы получите электронное письмо с номером для отслеживания и подтверждением того, что ваша посылка была отправлена.

    Возврат (Полный текст политики см. На странице возврата ЗДЕСЬ)

    • Предметы, отмеченные как окончательная продажа, возврату не подлежат
    • Товары, сделанные на заказ, возврату не подлежат.
    • Мебель и негабаритные предметы можно заказать, связавшись с нами в течение 60 дней с момента доставки. Эти товары не подлежат бесплатному возврату.

      Пожалуйста, осмотрите ваш товар по прибытии. Все претензии по возмещению ущерба должны быть получены в течение 48 часов с момента доставки.

    • Если ваш товар был приобретен во время рекламной акции по доставке или если был применен код предложения бесплатной доставки, из первоначальной цены вашего товара будет вычтена плата за возврат в размере 10%.
    Мы хотим, чтобы вы остались довольны своей покупкой! Вы можете вернуть свои товары * в течение 60 дней с момента получения заказа и получить полную компенсацию стоимости товара. Отправьте нам запрос на возврат, используя ссылку службы поддержки клиентов или вкладку поддержки. * (Если ваш товар отмечен как «негабаритный» или «белая перчатка», посетите нашу страницу возврата, чтобы ознакомиться с подробной политикой)

    Ом (Ом) Преобразование единиц электрического сопротивления

    Ом - это единица измерения электрического сопротивления.Используйте один из приведенных ниже калькуляторов преобразования, чтобы преобразовать в другую единицу измерения, или прочтите, чтобы узнать больше об омах.

    Ом калькуляторы преобразования

    Выберите единицу электрического сопротивления, в которую нужно преобразовать.

    Единицы СИ

    Единицы измерения сантиметр – грамм – секунда

    Ом, определение и использование

    Ом - это сопротивление между двумя точками электрического проводника, пропускающего ток в один ампер, когда разность потенциалов составляет один вольт. [1]

    Ом - это производная единица измерения электрического сопротивления в системе СИ в метрической системе. Ом можно обозначить как Ом ; например, 1 Ом можно записать как 1 Ом.

    Закон Ома гласит, что ток между двумя точками на проводе пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. Используя закон Ома, можно выразить сопротивление в омах как выражение, используя ток и напряжение.

    R Ом = В В I A

    Сопротивление в омах равно разности потенциалов в вольтах, деленной на ток в амперах.

    Предпосылки и происхождение

    Ом назван в честь немецкого физика Георга Симона Ома, открывшего закон Ома. Ом используется с конца 1800-х годов, хотя его определение несколько раз менялось.

    Измерение сопротивления

    Ом

    Таблица преобразований.
    Общие значения сопротивления и эквивалентные измерения электрического сопротивления в британской и метрической системе
    Ом наноом микроом миллиом килоом мегаом гигаомс statohms abohms
    1 Ом 1000000000 нОм 1000000 мкОм 1000 мОм 0. 001 кОм 0,000001 МОм 0,000000001 ГОм 0,0000000000011127 статОм 1,000,000,000 abΩ
    2 Ом 2 000 000 000 нОм 2 000 000 мкОм 2000 мОм 0.002 кОм 0,000002 МОм 0,000000002 ГОм 0,0000000000022253 статОм 2,000,000,000 abΩ
    3 Ом 3 000 000 000 нОм 3 000 000 мкОм 3000 мОм 0. 003 кОм 0,000003 МОм 0,000000003 ГОм 0,00000000000 3338 стат.Ω 3 000 000 000 abΩ
    4 Ом 4 000 000 000 нОм 4 000 000 мкОм 4000 мОм 0.004 кОм 0,000004 МОм 0,000000004 ГОм 0,0000000000044506 статОм 4,000,000,000 abΩ
    5 Ом 5 000 000 000 нОм 5 000 000 мкОм 5000 мОм 0. 005 кОм 0,000005 МОм 0,000000005 ГОм 0,0000000000055633 статОм 5,000,000,000 abΩ
    6 Ом 6 000 000 000 нОм 6 000 000 мкОм 6000 мОм 0.006 кОм 0,000006 МОм 0,000000006 ГОм 0,0000000000066759 статОм 6 000 000 000 abΩ
    7 Ом 7 000 000 000 нОм 7 000 000 мкОм 7000 мОм 0. 007 кОм 0,000007 МОм 0,000000007 ГОм 0,0000000000077886 статОм 7,000,000,000 abΩ
    8 Ом 8 000 000 000 нОм 8 000 000 мкОм 8000 мОм 0.008 кОм 0,000008 МОм 0,000000008 ГОм 0,0000000000089012 стат.Ом 8,000,000,000 abΩ
    9 Ом 9 000 000 000 нОм 9 000 000 мкОм 9000 мОм 0. 009 кОм 0,000009 МОм 0,000000009 ГОм 0,000000000010014 статОм 9,000,000,000 abΩ
    10 Ом 10 000 000 000 нОм 10 000 000 мкОм 10000 мОм 0.01 кОм 0,00001 МОм 0,00000001 ГОм 0,000000000011127 статОм 10,000,000,000 abΩ
    11 Ом 11000000000 нОм 11 000 000 мкОм 11000 мОм 0.011 кОм 0,000011 МОм 0,000000011 ГОм 0,000000000012239 статОм 11000000000 abΩ
    12 Ом 12 000 000 000 нОм 12 000 000 мкОм 12000 мОм 0.012 кОм 0,000012 МОм 0,000000012 ГОм 0,000000000013352 стат. 12 000 000 000 abΩ
    13 Ом 13000000000 нОм 13 000 000 мкОм 13000 мОм 0.013 кОм 0,000013 МОм 0,000000013 ГОм 0,000000000014464 статОм 13000000000 abΩ
    14 Ом 14 000 000 000 нОм 14 000 000 мкОм 14000 мОм 0.014 кОм 0,000014 МОм 0,000000014 ГОм 0,000000000015577 стат. 14000000000 abΩ
    15 Ом 15 000 000 000 нОм 15 000 000 мкОм 15000 мОм 0.015 кОм 0,000015 МОм 0,000000015 ГОм 0,00000000001669 стат.Ом 15 000 000 000 abΩ
    16 Ом 16 000 000 000 нОм 16 000 000 мкОм 16000 мОм 0.016 кОм 0,000016 МОм 0,000000016 ГОм 0,000000000017802 стат. 16000000000 abΩ
    17 Ом 17000000000 нОм 17 000 000 мкОм 17000 мОм 0.017 кОм 0,000017 МОм 0,000000017 ГОм 0,000000000018915 стат. 17000000000 abΩ
    18 Ом 18 000 000 000 нОм 18 000 000 мкОм 18000 мОм 0.018 кОм 0,000018 МОм 0,000000018 ГОм 0,000000000020028 стат. 18000000000 abΩ
    19 Ом 19 000 000 000 нОм 19 000 000 мкОм 19000 мОм 0.019 кОм 0,000019 МОм 0,000000019 ГОм 0,00000000002114 статОм 19 000 000 000 abΩ
    20 Ом 20,000,000,000 нОм 20 000 000 мкОм 20000 мОм 0.02 кОм 0,00002 МОм 0,00000002 ГОм 0,000000000022253 статОм 20,000,000,000 abΩ

    Возможно, вам пригодятся и другие наши электрические калькуляторы.

    Ссылки

    1. Международное бюро мер и весов, Международная система единиц, 9-е издание, 2019 г., https: // www.bipm.org/utils/common/pdf/si-brochure/SI-Brochure-9.pdf

    Таблица удельного сопротивления / Диаграмма для обычных материалов

    Таблица удельного электрического сопротивления материалов, которые могут использоваться в электрических и электронных компонентах, включая удельное сопротивление меди, удельное сопротивление латуни и удельное сопротивление алюминия.


    Учебное пособие по сопротивлению Включает:
    Что такое сопротивление Закон Ома Омические и неомические проводники Сопротивление лампы накаливания Удельное сопротивление Таблица удельного сопротивления для распространенных материалов Температурный коэффициент сопротивления Электрическая проводимость Последовательные и параллельные резисторы Таблица параллельных резисторов


    Таблица удельного электрического сопротивления ниже содержит значения удельного сопротивления для многих веществ, широко используемых в электронике.В частности, он включает удельное сопротивление меди, удельное сопротивление алюминия, золота и серебра.

    Удельное электрическое сопротивление особенно важно, поскольку оно определяет его электрические характеристики и, следовательно, пригодность его для использования во многих электрических компонентах. Например, будет видно, что удельное сопротивление меди, удельное сопротивление алюминия и серебра и золота определяет, где используются эти металлы.

    Чтобы сравнить способность различных материалов проводить электрический ток, используются значения удельного сопротивления.

    Что означают цифры удельного сопротивления

    Чтобы иметь возможность сравнивать удельное сопротивление различных материалов, таких как медь и серебро, и других металлов и веществ, включая висмут, латунь и даже полупроводники, необходимо использовать стандартное измерение.

    Определение удельного сопротивления гласит, что удельное сопротивление вещества - это сопротивление куба этого вещества, имеющего края единичной длины, при том понимании, что ток течет перпендикулярно противоположным граням и равномерно распределяется по ним.

    Удельное сопротивление обычно измеряется в Омметрах. Это означает, что удельное сопротивление измеряется для куба материала размером метр в каждом направлении.

    Таблица удельного сопротивления для обычных материалов

    В таблице ниже приведены значения удельного сопротивления для различных материалов, в частности металлов, используемых в качестве проводящих электричество.

    Значения удельного сопротивления даны для материалов, включая медь, серебро, золото, алюминий, латунь и т.п.


    Таблица удельного электрического сопротивления обычных материалов
    Материал Удельное электрическое сопротивление при 20 ° C
    Ом · м
    Алюминий 2.8 х 10 -8
    Сурьма 3,9 x 10 -7
    Висмут 1,3 x 10 -6
    Латунь ~ 0,6 - 0,9 x 10 -7
    Кадмий 6 x 10 -8
    Кобальт 5.6 х 10 -8
    Медь 1,7 x 10 -8
    Золото 2,4 x 10 -8
    Углерод (графит) 1 х 10 -5
    Германий 4,6 х 10 -1
    Утюг 1.0 х 10 -7
    Свинец 1,9 x 10 -7
    Манганин 4,2 x 10 -7
    нихром 1,1 x 10 -6
    Никель 7 x 10 -8
    Палладий 1,0 x 10 -7
    Платина 0.98 х 10 -7
    Кварц 7 х 10 17
    Кремний 6,4 х 10 2
    Серебро 1,6 x 10 -8
    Тантал 1,3 x 10 -7
    Олово 1,1 x 10 -7
    Вольфрам 4.9 х 10 -8
    цинк 5,5 x 10 -8

    Удельное сопротивление материалов - лучшее

    Видно, что удельное сопротивление меди и удельное сопротивление латуни низкое, и ввиду их стоимости по сравнению с серебром и золотом они становятся экономически эффективными материалами для использования во многих проводах. Удельное сопротивление меди и простота ее использования означают, что она также используется почти исключительно в качестве проводящего материала на печатных платах.

    Алюминий, в особенности медь, иногда используется из-за их низкого удельного сопротивления. Большая часть проводов, используемых в наши дни для межсоединений, сделана из меди, так как она обеспечивает низкий уровень удельного сопротивления при приемлемой стоимости.

    Удельное сопротивление золота также важно, потому что золото используется в некоторых критических областях, несмотря на его стоимость. Часто позолота встречается на высококачественных слаботочных разъемах, где оно обеспечивает наименьшее сопротивление контакта. Золотое покрытие очень тонкое, но даже в этом случае оно способно обеспечить требуемые характеристики в разъемах.

    Серебро

    имеет очень низкий уровень удельного сопротивления, но оно не так широко используется из-за его стоимости и потускнения, что может привести к более высокому контактному сопротивлению. Оксид может действовать как выпрямитель при некоторых обстоятельствах, которые могут вызвать некоторые неприятные проблемы в радиочастотных цепях, генерируя так называемые пассивные продукты интермодуляции.

    Однако он использовался в некоторых катушках для радиопередатчиков, где низкое электрическое сопротивление серебра уменьшало потери. При использовании в этом приложении он обычно наносился только на существующий медный провод - скин-эффект, влияющий на высокочастотные сигналы, означал, что только поверхность провода использовалась для проведения высокочастотных электрических токов.Покрытие проволоки серебром значительно снизило затраты по сравнению с сплошной серебряной проволокой без какого-либо значительного снижения производительности.

    Другие материалы в таблице удельного электрического сопротивления могут не иметь такого очевидного применения. Тантал присутствует в таблице, потому что он используется в конденсаторах - никель и палладий используются в торцевых соединениях многих компонентов для поверхностного монтажа, таких как конденсаторы.

    Кварц находит основное применение в качестве пьезоэлектрического резонансного элемента. Кристаллы кварца используются в качестве элементов определения частоты во многих генераторах, где его высокое значение Q позволяет создавать схемы с очень стабильной частотой.Они аналогичным образом используются в высокопроизводительных фильтрах. Кварц имеет очень высокий уровень удельного сопротивления и не является хорошим проводником электричества, будучи классифицированным как изолятор.

    Классификация удельного сопротивления проводников, изоляторов, полупроводников

    Существует три широких классификации материалов с точки зрения их удельного сопротивления: проводники, полупроводники и изоляторы.


    Сравнение удельного сопротивления проводников, полупроводников и изоляторов
    Материал Типичный диапазон удельного сопротивления (Ом · м)
    Проводники 10 -2 -10 -8
    Полупроводники 10 -6 -10 6
    Изоляторы 10 11 -10 19

    Эти цифры являются ориентировочными.Показатели для полупроводников будут сильно зависеть от уровня легирования.

    Удельное электрическое сопротивление материалов - ключевой электрический параметр. Он определяет, можно ли эффективно использовать материалы во многих электрических и электронных приложениях. Это ключевой параметр, который используется для определения материалов, которые будут использоваться в электрических и электронных элементах.

    Другие основные концепции электроники:
    Напряжение Текущий Мощность Сопротивление Емкость Индуктивность Трансформеры Децибел, дБ Законы Кирхгофа Q, добротность РЧ шум
    Вернуться в меню «Основные понятия электроники».. .

    Таблица удельного сопротивления

    -8 48,2

    3 Constantan

    Материал Удельное сопротивление ρ
    (Ом · м)
    Температура
    Коэффициент α
    на градус C
    Электропроводность σ
    x 10 7 / Ом · м
    Ref
    Серебро 1,59 1,59 .0038 6,29 3
    Медь 1.68 x10 -8 .00386 5,95 3
    Медь отожженная 1,72 x10 -8 .00393 9005,8 2,65 x10 -8 .00429 3,77 1
    Вольфрам 5,6 x10 -8 .00103 9001. 9.71 x10 -8 .00651 1,03 1
    Платина 10,6 x10 -8 0,003927 0,943

    3

    x10 -8 .000002 0,207 1
    Свинец 22 x10 -8 ... Mercury 0,459 98 x10 -8 .0009 0,10 1
    Нихром
    (сплав Ni, Fe, Cr)
    100 x10 -8 .0004 0,10 1 x10 -8 ... 0,20 1
    Углерод *
    (графит)
    3-60 x10 -5 -.0005 ... 1
    Германий * 1-500 x10 -3 -.05 ... 1
    Кремний * 0,1-60 ... -.07 ... 1
    Стекло 1-10000 x10 9 ... ... 1
    Кварц
    (плавленый)
    7,5 x10 17 ... ... 1
    Твердая резина 1-100 x10 13 ... ... 1

    * Удельное сопротивление полупроводников сильно зависит от наличия примесей в материале, что делает их полезными в твердотельной электронике.

    Ссылки:

    1. Джанколи, Дуглас К., Физика, 4-е изд., Прентис Холл, (1995).

    2. Справочник по химии и физике CRC, 64-е изд.

    3. Википедия, Удельное электрическое сопротивление и проводимость.

    Index

    Tables

    Reference
    Giancoli

    Sub Ohm Vaping Chart of Ohm's Law Reference Chart

    Домой »Руководства» Схема вейпинга с субомом Справочная таблица закона Ома

    Эта диаграмма субомного вейпинга с законом Ома - это просто письменное представление закона Ома для тех из нас, кто занимается субомным вейпингом.Полученные цифры берутся непосредственно из калькулятора закона Ома.

    На большинстве диаграмм указаны напряжение, сопротивление и мощность. В эту диаграмму я хотел включить силу тока. Сила тока, вероятно, самая важная вещь, которую следует учитывать при вейпинге субомного уровня. Причина проста - если аккумулятор превышает предел ампер, он может испускать опасные химические вещества или, что еще хуже, взорваться. Никто из нас этого не хочет. Я предлагаю эту диаграмму субомного вейпинга быть лишь одним из предметов, которые вы используете для исследования того, используете ли вы безопасные уровни вейпинга. Если вы используете RBA, ПОЖАЛУЙСТА, убедитесь, что вы используете такой уровень, с которым может справиться ваша батарея 18650!

    О диаграмме субомного вейпинга

    Очевидно, что некоторые области в этой таблице недоступны с нашей текущей технологией вейпинга. Они просто были включены, чтобы охватить весь спектр и, очевидно, для эстетики. Что отличает эту диаграмму от большинства других, так это то, что она концентрируется на уровнях сопротивления субомов от 0,1 до 0,9 Ом и включает в себя нарисованные амперы.Помните, что это просто закон Ома, записанный на бумаге, и он не принимает во внимание какие-либо другие переменные, которые могут иметь значение. Только вы можете определить, безопасно ли вы курите. Я советую, если eJuice имеет приятный вкус и парообразование удовлетворительное, тогда это важно. Просто убедитесь, что вы не перегружаете батарею.

    График закона

    Ома для диапазонов сопротивления субом.

    Поделитесь этой Vaping Chart

    Не стесняйтесь использовать эту диаграмму субомов по закону Ома и поделиться ею на своем веб-сайте или в социальных сетях.Единственное, о чем я прошу, - это включить ссылку на http://vaping411.com, чтобы указать источник этой инфографики.

    Или вы также можете просто скопировать текст ниже и вставить его на свой сайт:

    Диаграмма-закона-Ома 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, через которое один вольт будет поддерживать ток в один 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 было ему приписано 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, нажмите здесь . Чтобы проверить цветовую кодировку резисторов, используйте нашу таблицу цветовых кодов резисторов и калькулятор . Этот конвертер требует использования Javascript браузеров, поддерживающих и поддерживающих.

    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 x 10 -6
    Серебро 1,586 x 10 -6
    Золото 2,214 x 10 -6
    Вольфрам 5,5 10 x 10 -6

    Например, провод 10 калибра - 2.588 мм в диаметре.
    Сопротивление на 1 см толстого медного провода составляет
    Ом. 3,186 x 10 -5 Вт / см. Миля этого провода имеет сопротивление 5,13 Вт.

    Датчик температуры Pt100 - полезные сведения

    Датчики температуры Pt100 - очень распространенные датчики в обрабатывающей промышленности. В этом сообщении блога обсуждается много полезных и практических вещей, которые нужно знать о датчиках Pt100.Здесь есть информация о датчиках RTD и PRT, различных механических конструкциях Pt100, соотношении температуры и сопротивления, температурных коэффициентах, классах точности и многом другом.

    Некоторое время назад я писал о термопарах, поэтому я подумал, что пора написать о датчиках температуры RTD, особенно о датчике Pt100, который является очень распространенным датчиком температуры в обрабатывающей промышленности. Этот блог оказался довольно длинным, поскольку в нем есть много полезной информации о датчиках Pt100.Я надеюсь, что он вам понравится и вы чему-то научитесь. Так что давай займемся этим!

    Оглавление

    Поскольку этот пост стал довольно длинным, вот оглавление, которое поможет вам увидеть, что включено:

    По терминологии , и «датчик» , и «зонд» слова обычно используются, в этой статье я в основном использую «сенсор».

    Также люди пишут «Pt100» и «Pt-100», я буду в основном использовать формат Pt100.(Да, я знаю, что IEC / DIN 60751 использует формат Pt-100, но я так привык к формату Pt100).

    Просто дайте мне эту статью в формате pdf! Щелкните ссылку ниже, чтобы загрузить pdf:

    В начало ⇑

    Датчики температуры RTD

    Поскольку Pt100 является датчиком RTD, давайте сначала посмотрим, что такое датчик RTD.

    Аббревиатура RTD происходит от « Resistance Temperature Detector». ”Итак, это датчик температуры, в котором сопротивление зависит от температуры; при изменении температуры изменяется сопротивление датчика.Таким образом, измеряя сопротивление датчика RTD, датчик RTD можно использовать для измерения температуры.

    Датчики RTD обычно изготавливаются из платины, меди, никелевых сплавов или различных оксидов металлов. Pt100 - один из наиболее распространенных датчиков / зондов RTD.

    В начало ⇑

    Датчики температуры PRT

    Платина - наиболее распространенный материал для датчиков RTD. Платина имеет надежную, повторяемую и линейную зависимость термостойкости.Датчики RTD, изготовленные из платины, называются PRT , « Платиновый термометр сопротивления». ”Наиболее распространенным платиновым датчиком PRT, используемым в обрабатывающей промышленности, является датчик Pt100 . Число «100» в названии означает, что он имеет сопротивление 100 Ом при температуре 0 ° C (32 ° F). Подробнее об этом позже.

    В начало ⇑

    Сравнение ПТС и термопары

    В предыдущем сообщении в блоге мы обсуждали термопары. Термопары также используются в качестве датчиков температуры во многих промышленных приложениях.Итак, в чем разница между термопарой и датчиком PRT? Вот краткое сравнение термопар и датчиков PRT:

    Термопары :

    • Может использоваться для измерения гораздо более высоких температур
    • Очень надежный
    • Недорогой
    • Автономный, не требует внешнего возбуждения
    • Не очень точный
    • Требуется компенсация холодного спая
    • Удлинительные провода должны быть из материала, подходящего для данного типа термопары, и необходимо обращать внимание на однородность температуры на всех стыках в измерительной цепи
    • Неоднородности в проводах могут вызвать непредвиденные ошибки

    ПТС :

    • Более точны, линейны и стабильны, чем термопары
    • Не требует компенсации холодного спая, как термопары
    • Удлинители могут быть медными
    • Дороже, чем термопары
    • Необходимость известный отлично ток нагрузки подходит для типа датчика
    • Более хрупкий

    Вкратце можно сказать, что термопары более подходят для высокотемпературных приложений и ПТС для приложений, требующих более высокой точности .

    Дополнительную информацию о термопарах и компенсации холодного спая можно найти в этом более раннем сообщении в блоге:

    Компенсация холодного (справочного) спая термопары

    В начало ⇑

    Измерительный датчик RTD / PRT

    Поскольку сопротивление датчика RTD изменяется при изменении температуры, совершенно очевидно, что при измерении датчика RTD вам необходимо измерить сопротивление. Вы можете измерить сопротивление в Ом, а затем преобразовать его вручную в измерение температуры в соответствии с таблицей преобразования (или формулой) используемого типа RTD.

    В настоящее время чаще всего вы используете устройство для измерения температуры или калибратор, который автоматически преобразует измеренное сопротивление в показания температуры, когда в устройстве выбран правильный тип RTD (при условии, что он поддерживает используемый тип RTD). Конечно, если в устройстве будет выбран неправильный тип датчика RTD, это приведет к неверным результатам измерения температуры.

    Есть разные способы измерения сопротивления. Вы можете использовать 2-, 3- или 4-проводное соединение .Двухпроводное соединение подходит только для измерения с очень низкой точностью (в основном для поиска неисправностей), потому что любое сопротивление провода или сопротивление соединения приведет к ошибке измерения. Любое обычное измерение процесса должно выполняться с использованием 3-х или 4-х проводных измерений.

    Например, стандарт IEC 60751 определяет, что любой датчик с точностью выше класса B должен измеряться с помощью 3- или 4-проводного измерения. Подробнее о классах точности позже в этой статье.

    Просто не забудьте использовать 3-х или 4-х проводное измерение, и все готово.

    Конечно, для некоторых высокоомных термисторов, датчиков Pt1000 или других датчиков с высоким импедансом дополнительная ошибка, вызванная 2-проводным измерением, может быть не слишком значительной.

    Дополнительную информацию об измерении сопротивления 2, 3 и 4 проводов можно найти по ссылке ниже в блоге:

    Измерение сопротивления; 2-х, 3-х или 4-х проводное соединение - как оно работает и что использовать?

    Измерительный ток

    Как более подробно объяснено в сообщении блога по ссылке выше, когда устройство измеряет сопротивление, оно посылает небольшой точный ток через резистор, а затем измеряет падение напряжения генерируется над ним.Затем можно рассчитать сопротивление, разделив падение напряжения на ток в соответствии с законом Ома (R = U / I).

    Если вас интересует более подробная информация о законе Ома, ознакомьтесь с этим сообщением в блоге:

    Закон Ома - что это такое и что о нем следует знать специалистам по приборам

    Самонагревание

    Когда измерительный ток проходит через датчик RTD, это также вызывает небольшой нагрев датчика RTD.Это явление называется самонагревом . Чем выше ток измерения и чем дольше он включен, тем сильнее нагревается датчик. Кроме того, на самонагревание сильно влияет структура датчика и его тепловое сопротивление окружающей среде. Совершенно очевидно, что такой вид самонагрева датчика температуры вызовет небольшую погрешность измерения.

    Максимальный ток измерения обычно составляет 1 мА при измерении датчика Pt100, но может быть и 100 мкА или даже ниже.В соответствии со стандартами (такими как IEC 60751) самонагрев не должен превышать 25% допуска датчика.

    Вернуться к началу ⇑

    Различные механические конструкции датчиков PRT

    Датчики PRT, как правило, очень хрупкие инструменты, и, к сожалению, точность почти без исключения обратно пропорциональна механической прочности . Чтобы быть точным термометром, платиновая проволока внутри элемента должна иметь возможность сжиматься и расширяться при изменении температуры как можно более свободно, чтобы избежать деформации и деформации.Недостатком является то, что такой датчик очень чувствителен к механическим ударам и вибрации.

    Стандартный платиновый термометр сопротивления (SPRT)

    Более точные датчики Стандартный платиновый термометр сопротивления (SPRT) - это инструменты для реализации температурной шкалы ITS-90 между фиксированными точками. Они изготовлены из очень чистой (α = 3,926 x 10 -3 ° C -1 ) платины, а опора для проволоки разработана таким образом, чтобы обеспечить максимально возможное отсутствие деформации проволоки.«Руководство по реализации ITS-90», опубликованное BIPM (Bureau International des Poids et Mesures), определяет критерии, которым должен соответствовать датчик SPRT. Другие датчики не являются и не должны называться SPRT. Существуют датчики в стеклянной, кварцевой и металлической оболочке для различных применений. SPRT чрезвычайно чувствительны к любому виду ускорения, например к минимальным ударам и вибрации, что ограничивает их использование в лабораториях для проведения измерений с высочайшей точностью.

    Частично поддерживаемый PRT

    Частично поддерживаемый PRT - это компромисс между характеристиками термометра и механической надежностью.Наиболее точные из них часто называются датчиками Secondary Standard или Secondary Reference . Эти датчики могут принимать некоторые конструкции из SPRT, и класс провода может быть таким же или очень близким. Благодаря некоторой проволочной опоре они менее хрупкие, чем SPRT. При осторожном обращении их можно использовать даже в полевых условиях, при этом обеспечивая превосходную стабильность и низкий гистерезис.

    Промышленные платиновые термометры сопротивления, IPRT

    При увеличении опоры провода увеличивается механическая прочность, но вместе с тем увеличивается и напряжение, связанное с дрейфом и проблемами гистерезиса.Эти датчики называются промышленными платиновыми термометрами сопротивления , IPRTs . Полностью поддерживаемые IPRT имеют еще большую поддержку проводов и механически очень надежны. Проволока полностью залита керамикой или стеклом, что делает ее очень невосприимчивой к вибрации и механическим ударам. Недостатком является гораздо более низкая долговременная стабильность и большой гистерезис, поскольку чувствительная платина связана с подложкой, которая имеет разные характеристики теплового расширения.

    Пленка

    Пленка PRT за последние годы претерпели значительные изменения, и теперь доступны лучшие.Они бывают разных форм для разных приложений. Платиновая фольга напыляется на выбранную подложку, сопротивление элемента часто подгоняется лазером до желаемого значения сопротивления и, в конечном итоге, герметизируется для защиты. В отличие от элементов из проволоки, тонкопленочные элементы гораздо удобнее автоматизировать производственный процесс, что часто делает их дешевле, чем элементы из проволоки. Преимущества и недостатки обычно те же, что и у полностью опертых проволочных элементов, за исключением того, что пленочные элементы часто имеют очень низкую постоянную времени, что означает, что они очень быстро реагируют на изменения температуры.Как упоминалось ранее, некоторые производители разработали методы, которые лучше сочетают в себе производительность и надежность.

    В начало ⇑

    Другие датчики RTD
    Другие датчики Platinum

    Хотя Pt100 является наиболее распространенным платиновым датчиком RTD / PRT, существует несколько других, таких как Pt25, Pt50, Pt200, Pt500 и Pt1000. Основное различие между этими датчиками довольно легко догадаться, это сопротивление при 0 ° C, которое упоминается в названии датчика.Например, датчик Pt1000 имеет сопротивление 1000 Ом при 0 ° C. Температурный коэффициент также важен, поскольку он влияет на сопротивление при других температурах. Если это Pt1000 (385), это означает, что он имеет температурный коэффициент 0,00385 ° C.

    Другие датчики RTD

    Хотя платиновые датчики являются наиболее распространенными датчиками RTD, существуют также датчики, изготовленные из других материалов, включая никель, никель-железо и медные датчики. Обычные никелевые датчики включают Ni100 и Ni120, никель-железный датчик Ni-Fe 604 Ом и медный датчик Cu10.Каждый из этих материалов имеет свои преимущества в определенных областях применения. Их общие недостатки - довольно узкие температурные диапазоны и подверженность коррозии по сравнению с платиной из благородных металлов.

    Датчики RTD также могут быть изготовлены из других материалов, таких как золото, серебро, вольфрам, железо-родий или германий. Они превосходны в некоторых приложениях, но очень редко встречаются в обычных промышленных операциях.

    Поскольку сопротивление датчика RTD зависит от температуры, мы также можем включить в эту категорию все стандартные датчики PTC (положительный температурный коэффициент) и NTC (отрицательный температурный коэффициент).Примерами являются термисторы и полупроводники, которые используются для измерения температуры. Типы NTC особенно часто используются для измерения температуры.

    Слишком длинная статья? Хотите скачать эту статью в формате pdf, чтобы прочитать ее, когда у вас будет больше времени? Щелкните изображение ниже, чтобы загрузить pdf:

    Вернуться к началу ⇑

    Датчики Pt100

    Температурный коэффициент

    Самым распространенным датчиком RTD в обрабатывающей промышленности является датчик Pt100, сопротивление которого составляет 100 Ом при 0 ° C (32 ° F).

    При том же логическом соглашении о присвоении имен датчик Pt200 имеет сопротивление 200 Ом, а Pt1000 - 1000 Ом при 0 ° C (32 ° F).

    Сопротивление датчика Pt100 (и других датчиков Pt) при более высоких температурах зависит от версии датчика Pt100, поскольку существует несколько различных версий датчика Pt100, которые имеют немного разные температурные коэффициенты. В глобальном масштабе наиболее распространена версия «385». Если коэффициент не указан, обычно это 385.

    Температурный коэффициент (обозначенный греческим символом Alpha => α) датчика Pt100 указывается как разница сопротивлений при 100 ° C и 0 ° C, разделенная на сопротивление при 0 ° C, умноженное на 100 ° C.

    Формула довольно проста, но в написании она звучит немного сложно, поэтому давайте рассмотрим ее как формулу:

    Где:

    α = температурный коэффициент

    R100 = сопротивление при 100 ° C

    R0 = сопротивление при 0 ° C

    Давайте посмотрим на пример, чтобы убедиться, что это наглядно:

    Pt100 имеет сопротивление 100,00 Ом при 0 ° C и 138,51 Ом при 100 ° C. . Температурный коэффициент можно рассчитать по следующей формуле:

    Получаем результат 0.003851 / ° С.

    Или, как часто пишут: 3,851 x 10 -3 ° C -1

    Часто его называют датчиком Pt100 «385».

    Это также температурный коэффициент, указанный в стандарте IEC 60751: 2008.

    Температурный коэффициент чувствительного элемента в основном зависит от чистоты платины, используемой для изготовления проволоки. Чем чище платина, тем выше значение альфа. В настоящее время получить очень чистый платиновый материал не проблема.Для того чтобы производимые датчики соответствовали кривой температуры / сопротивления IEC 60751, чистая платина должна быть легирована подходящими примесями, чтобы снизить значение альфа до 3,851 x 10 -3 ° C -1 .

    Значение альфа снижается с тех времен, когда точка плавления (≈0 ° C) и точка кипения (≈100 ° C) воды использовались в качестве контрольных температурных точек, но все еще используется для определения сорта платины. провод. Поскольку точка кипения воды на самом деле является лучшим высотомером, чем эталонная температура, другим способом определения чистоты проволоки является отношение сопротивлений в точке галлия (29.7646 ° C), что является фиксированной точкой на шкале температур ITS-90. Этот коэффициент сопротивления обозначается строчной греческой буквой ρ (ро).

    Типичное значение ρ для датчика «385» составляет 1,115817, а для SPRT - 1,11814. На практике старая добрая альфа во многих случаях оказывается наиболее удобной, но можно также объявить о rho.

    Соотношение температурного сопротивления Pt100 (385)

    На графике ниже вы можете увидеть, как сопротивление датчика Pt100 (385) зависит от температуры:

    При взгляде на из них вы можете видеть, что зависимость сопротивления от температуры датчика Pt100 не является абсолютно линейной, но зависимость несколько «изогнута».”

    В таблице ниже показаны численные значения температуры Pt100 (385) в зависимости от сопротивления в нескольких точках:

    Другие датчики Pt100 с другими температурными коэффициентами

    Большинство датчиков были стандартизированы, но во всем мире существуют разные стандарты. То же самое и с датчиками Pt100. Со временем было определено несколько различных стандартов. В большинстве случаев разница в температурном коэффициенте сравнительно небольшая.

    В качестве практического примера, стандарты, которые мы внедрили в калибраторы температуры Beamex, взяты из следующих стандартов:

    • IEC 60751
    • DIN 43760
    • ASTM E 1137
    • JIS C1604-1989 alpha 3916, JIS C 1604 -1997
    • SAMA RC21-4-1966
    • GOCT 6651-84, ГОСТ 6651-94
    • Minco Таблица 16-9
    • Кривая Эдисона № 7

    Убедитесь, что ваше измерительное устройство поддерживает датчик Pt100

    Стандартные датчики Pt100 хороши тем, что каждый датчик должен соответствовать спецификациям, и вы можете просто подключить его к своему измерительному устройству (или калибратору), и он будет измерять собственную температуру с такой же точностью, как и спецификации (датчик + измерительное устройство). определять.Кроме того, используемые в процессе датчики должны быть взаимозаменяемыми без калибровки, по крайней мере, для менее важных измерений. Тем не менее, рекомендуется проверять датчик при известной температуре перед использованием.

    В любом случае, поскольку разные стандарты имеют немного разные спецификации для датчика Pt100, важно, чтобы устройство, которое вы используете для измерения вашего датчика Pt100, поддерживало правильный датчик (температурный коэффициент). Например, если ваше измерительное устройство поддерживает только Alpha 385 и вы используете датчик с Alpha 391, в измерениях будет некоторая ошибка.Эта ошибка значительна? В этом случае (385 против 391) ошибка будет примерно 1,5 ° C при 100 ° C. Так что я думаю, что это важно. Конечно, чем меньше разница температурных коэффициентов, тем меньше будет ошибка.

    Итак, убедитесь, что ваше измерительное устройство RTD поддерживает используемый вами датчик Pt100. Чаще всего, если у Pt100 нет индикации температурного коэффициента, это датчик 385.

    В качестве практического примера калибратор и коммуникатор Beamex MC6 поддерживает следующие датчики Pt100 (температурный коэффициент в скобках) на основе различных стандартов:

    • Pt100 (375)
    • Pt100 (385)
    • Pt100 (389)
    • Pt100 (391)
    • Pt100 (3926)
    • Pt100 (3923)

    Наверх ⇑

    Классы точности (допуска) Pt100

    Датчики Pt100 доступны с различными классами точности.Наиболее распространенными классами точности являются AA, A, B и C , которые определены в стандарте IEC 60751. Стандарты определяют своего рода идеальный датчик Pt100, к которому должны стремиться производители. Если бы можно было построить идеальный датчик, классы допуска не имели бы значения.

    Поскольку датчики Pt100 не могут быть отрегулированы для компенсации ошибок, вам следует купить датчик с подходящей точностью для конкретного применения. В некоторых измерительных приборах погрешности датчика можно исправить с помощью определенных коэффициентов, но об этом позже.

    Точность различных классов точности (согласно IEC 60751: 2008):

    Существуют также так называемые классы точности 1/3 DIN и 1/10 DIN Pt100 в разговорной речи. Они были стандартизированными классами, например, в стандарте DIN 43760: 1980-10, который был отменен в 1987 году, но не определены в более позднем стандарте IEC 60751 или его немецком родственнике DIN EN 60751. Допуски этих датчиков основаны на точности. датчик класса B, но исправлена ​​часть ошибки (0.3 ° C) делится на заданное число (3 или 10). Тем не менее, эти термины - это устоявшаяся фраза, когда мы говорим о Pt100, и мы также будем свободно использовать их здесь. Классы точности этих датчиков следующие:

    И, конечно же, производитель датчиков может производить датчики со своими собственными пользовательскими классами точности. Раздел 5.1.4 стандарта IEC 60751 определяет, как должны быть выражены эти специальные классы допусков.

    Формулы могут быть трудными для сравнения, в приведенной ниже таблице классы точности рассчитаны при температуре (° C):

    Примечательно то, что даже если «1/10 DIN» звучит привлекательно с его низким 0.Допуск на 03 ° C при 0 ° C, что на самом деле лучше, чем у класса A, только в узком диапазоне -40… + 40 ° C.

    На приведенном ниже графике показана разница между этими классами точности:

    Наверх ⇑

    Коэффициенты

    Классы точности обычно используются в промышленных датчиках RTD, но в большинстве случаев точные эталонные датчики PRT (SPRT, вторичные эталоны…), эти классы точности больше не действительны.Эти датчики были сделаны настолько хорошими, насколько это возможно, для этой цели, а не для соответствия какой-либо стандартизованной кривой. Это очень точные датчики с очень хорошей долговременной стабильностью и очень низким гистерезисом, но эти датчики индивидуальны, поэтому у каждого датчика есть несколько разное соотношение температуры / сопротивления. Эти датчики не следует использовать без использования индивидуальных коэффициентов для каждого датчика. Вы даже можете найти общие коэффициенты CvD для SPRT, но это испортит производительность, за которую вы заплатили.Если вы просто подключите вторичный датчик PRT на 100 Ом, такой как Beamex RPRT, к устройству, измеряющему стандартный датчик Pt100, вы можете получить результат, который будет на несколько градусов или, возможно, даже на десять градусов неверен. В некоторых случаях это не обязательно имеет значение, но в других случаях это может быть разница между лекарством и токсином.

    Таким образом, эти датчики всегда должны использоваться с правильными коэффициентами.

    Как упоминалось ранее, датчики RTD не могут быть «настроены» для правильного измерения.Таким образом, необходимо внести поправку в устройство (например, калибратор температуры), которое используется для измерения датчика RTD.

    Чтобы узнать коэффициенты, датчик необходимо сначала очень точно откалибровать. Затем, исходя из результатов калибровки, коэффициенты для желаемого уравнения могут быть адаптированы для представления зависимости характеристического сопротивления датчика от температуры. Использование коэффициентов исправит измерение датчика и сделает его очень точным.Существует несколько различных уравнений и коэффициентов для расчета сопротивления датчика температуре. Это, вероятно, самые распространенные:

    Callendar-van Dusen
    • В конце 19 -го и века Каллендар ввел простое квадратное уравнение, которое описывает поведение платины в зависимости от сопротивления / температуры. Позже ван Дузен выяснил, что нужен дополнительный коэффициент ниже нуля. Оно известно как уравнение Каллендара-ван Дюзена, CvD.Для датчиков alpha 385 он часто примерно такой же, как ITS-90, особенно когда диапазон температур не очень широк. Если в вашем сертификате указаны коэффициенты R 0 , A, B, C, они являются коэффициентами для уравнения CvD стандартной формы IEC 60751. Коэффициент C используется только при температуре ниже 0 ° C, поэтому он может отсутствовать, если датчик не был откалиброван ниже 0 ° C. Коэффициенты также могут быть R 0 , α, δ и β. Они соответствуют исторически используемой форме уравнения CvD, которая используется до сих пор. Несмотря на то, что уравнение по сути является одним и тем же, их письменная форма и коэффициенты различаются.

    ITS-90
    • ITS-90 - это температурная шкала, а не стандарт. Уравнение Каллендара-ван Дюзена было основой предыдущих шкал 1927, 1948 и 1968 годов, но ITS-90 принес значительно иную математику. Функции ITS-90 должны использоваться при реализации температурной шкалы с использованием SRPT, но также многие PRT с более низким альфа выигрывают от этого по сравнению с CvD, особенно при широком диапазоне температур (сотни градусов). Если в вашем сертификате указаны такие коэффициенты, как RTPW или R (0,01), a4, b4, a7, b7, c7, они являются коэффициентами для функций отклонения ITS-90.В документе ITS-90 не указываются числовые обозначения для коэффициентов или поддиапазонов. Они представлены в Техническом примечании NIST 1265 «Рекомендации по реализации международной температурной шкалы 1990 г.» и широко используются. Количество коэффициентов может меняться, поддиапазоны пронумерованы от 1 до 11.
      • RTPW, R (0,01 ° C) или R (273,16 K) - сопротивление датчика в тройной точке воды 0,01 ° C
      • a4 и b4 - коэффициенты ниже нуля, также может быть bz и b bz , что означает «ниже нуля», или просто a и b
      • a7, b7, c7 являются коэффициентами выше нуля, также могут быть az , b az и c az , что означает «выше ноль », или a, b и c

    Steinhart-Hart
    • Если датчик является термистором, в сертификате могут быть коэффициенты уравнения Стейнхарта-Харта.Термисторы очень нелинейны, а уравнение логарифмическое. Уравнение Стейнхарта-Харта широко заменило более раннее бета-уравнение. Обычно это коэффициенты A, B и C, но также может быть коэффициент D или другие, в зависимости от варианта уравнения. Коэффициенты обычно публикуются производителями, но они также могут быть установлены.

    Определение коэффициентов датчика

    Когда датчик Pt100 отправляется в лабораторию для калибровки и настройки, точки калибровки должны быть выбраны правильно.Всегда требуется точка 0 ° C или 0,01 ° C. Само значение необходимо для подгонки, но обычно точка обледенения (0 ° C) или тройная точка водяной ячейки (0,01 ° C) также используется для контроля стабильности датчика и измеряется несколько раз во время калибровки. Минимальное количество точек калибровки равно количеству коэффициентов, которые должны быть установлены. Например, для подгонки коэффициентов a4 и b4 ITS-90 ниже нуля необходимы по крайней мере две известные отрицательные калибровочные точки для решения двух неизвестных коэффициентов.Если поведение датчика хорошо известно лаборатории, в этом случае может быть достаточно двух точек. Тем не менее рекомендуется измерять больше точек, чем это абсолютно необходимо, потому что сертификат не может определить, как датчик ведет себя между точками калибровки. Например, фитинг CvD для широкого диапазона температур может выглядеть довольно хорошо, если у вас есть только две или три точки калибровки выше нуля, но может существовать систематическая остаточная ошибка в несколько сотых долей градуса между точками калибровки, которую вы не увидите в все.Это также объясняет, почему вы можете обнаружить разные погрешности калибровки для фитингов CvD и ITS-90 для одного и того же датчика и точно таких же точек калибровки. Погрешности измеренных точек ничем не отличаются, но к общей погрешности обычно добавляются остаточные ошибки различных фитингов.

    Загрузите бесплатный информационный документ

    Загрузите бесплатный информационный документ по датчикам температуры Pt100, щелкнув изображение ниже:

    Наверх ⇑

    Другие сообщения в блоге, связанные с температурой

    Если вы заинтересованы в калибровка температуры и температуры, вы можете также заинтересовать другие сообщения в блоге:

    Наверх ⇑

    Приборы для калибровки температуры Beamex

    Пожалуйста, ознакомьтесь с новым калибратором температуры Beamex MC6-T.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *