So erhöhen Sie die Stärke des elektrischen Stroms. Leiterwiderstand. Widerstand. Wie kann man den Strom erhöhen, ohne die Spannung zu ändern? So erhöhen Sie die Amperezahl des Netzteils

Spannung und Strom sind zwei Grundgrößen der Elektrizität. Darüber hinaus werden noch eine Reihe weiterer Größen unterschieden: Ladung, Spannung Magnetfeld, Spannung elektrisches Feld, magnetische Induktion und andere. Im Arbeitsalltag muss ein praktizierender Elektriker oder Elektroniker meist mit Spannung und Strom arbeiten – Volt und Ampere. In diesem Artikel werden wir speziell über Spannungen sprechen, was sie sind und wie man damit umgeht.

Bestimmung einer physikalischen Größe

Spannung ist die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten und charakterisiert die Arbeit, die das elektrische Feld leistet, um Ladung vom ersten Punkt zum zweiten zu übertragen. Die Spannung wird in Volt gemessen. Dies bedeutet, dass Spannung nur zwischen zwei Punkten im Raum vorhanden sein kann. Daher ist es unmöglich, die Spannung an einem Punkt zu messen.

Das Potenzial wird mit dem Buchstaben „F“ und die Spannung mit dem Buchstaben „U“ bezeichnet. Ausgedrückt als Potentialdifferenz ist die Spannung gleich:

In Bezug auf die Arbeit ausgedrückt, dann:

wobei A die Arbeit und q die Ladung ist.

Spannungsmessung

Die Spannung wird mit einem Voltmeter gemessen. Die Voltmeter-Sonden werden an zwei Spannungspunkte angeschlossen, zwischen denen wir interessiert sind, oder an die Anschlüsse eines Teils, dessen Spannungsabfall wir messen möchten. Darüber hinaus kann jede Verbindung zum Stromkreis dessen Funktion beeinträchtigen. Das heißt, wenn Sie eine Last parallel zu einem Element hinzufügen, ändert sich der Strom im Stromkreis und die Spannung am Element gemäß dem Ohmschen Gesetz.

Abschluss:

Das Voltmeter muss einen möglichst hohen Eingangswiderstand haben, damit beim Anschluss der Endwiderstand im Messbereich praktisch unverändert bleibt. Der Widerstand des Voltmeters sollte gegen Unendlich gehen, und je höher er ist, desto zuverlässiger sind die Messwerte.

Die Messgenauigkeit (Genauigkeitsklasse) wird von einer Reihe von Parametern beeinflusst. Bei Zeigerinstrumenten umfasst dies die Genauigkeit der Kalibrierung der Messskala, Design-Merkmale Zeigeraushängung, Qualität und Integrität der elektromagnetischen Spule, Zustand der Rückholfedern, Genauigkeit der Shunt-Auswahl usw.

Bei digitalen Geräten geht es vor allem um die Genauigkeit der Auswahl der Widerstände im Messspannungsteiler, die ADC-Kapazität (je größer, desto genauer), die Qualität der Messsonden.

Zum Messen Gleichspannung B. bei einem digitalen Gerät, spielt es in der Regel keine Rolle, ob die Sonden korrekt an den zu messenden Stromkreis angeschlossen sind. Wenn Sie eine positive Sonde an einen Punkt anschließen, dessen Potenzial negativer ist als der Punkt, an dem die negative Sonde angeschlossen ist, erscheint auf dem Display vor dem Messergebnis ein „-“-Zeichen.

Wenn Sie jedoch mit einem Zeigerinstrument messen, müssen Sie vorsichtig sein. Wenn die Sonden falsch angeschlossen sind, beginnt der Pfeil in Richtung Null abzuweichen und trifft auf den Begrenzer. Bei der Messung von Spannungen nahe der Messgrenze oder darüber kann es zu Verklemmungen oder Verbiegungen kommen, woraufhin über die Genauigkeit und den weiteren Betrieb dieses Geräts keine Rede mehr ist.

Für die meisten Messungen im Alltag und in der Elektronik auf Amateurniveau reicht ein in Multimetern wie DT-830 und Co. eingebautes Voltmeter aus.

Je größer die Messwerte sind, desto geringer sind die Genauigkeitsanforderungen, denn wenn Sie Bruchteile eines Volt messen und einen Fehler von 0,1 V haben, verzerrt dies das Bild erheblich, und wenn Sie Hunderte oder Tausende von Volt messen, beträgt der Fehler 5 Volt wird keine wesentliche Rolle spielen.

Was tun, wenn die Spannung nicht zur Versorgung der Last geeignet ist?

Um jedes bestimmte Gerät oder Gerät mit Strom zu versorgen, müssen Sie eine Spannung mit einem bestimmten Wert liefern. Es kommt jedoch vor, dass die Stromquelle, über die Sie verfügen, nicht geeignet ist und eine niedrige oder zu hohe Spannung erzeugt. Dieses Problem wird gelöst verschiedene Wege, abhängig von der benötigten Leistung, Spannung und Stromstärke.

Wie kann man die Spannung durch Widerstand reduzieren?

Der Widerstand begrenzt den Strom und während er fließt, sinkt die Spannung am Widerstand (Strombegrenzungswiderstand). Mit dieser Methode können Sie die Spannung senken, um Geräte mit geringem Stromverbrauch mit Verbrauchsströmen von mehreren zehn, maximal mehreren hundert Milliampere zu versorgen.

Ein Beispiel für eine solche Stromversorgung ist die Einbindung einer LED in das Netzwerk Gleichstrom 12 (zum Beispiel, Bordnetz Auto bis 14,7 Volt). Wenn die LED dann mit 3,3 V und einem Strom von 20 mA betrieben werden soll, benötigen Sie einen Widerstand R:

R=(14,7-3,3)/0,02)= 570 Ohm

Widerstände unterscheiden sich jedoch in der maximalen Verlustleistung:

P=(14,7-3,3)*0,02=0,228 W

Der nächsthöhere Wert ist ein 0,25-W-Widerstand.

Es ist die Verlustleistung, die diese Art der Stromversorgung begrenzt; sie überschreitet normalerweise 5–10 W. Es stellt sich heraus, dass Sie mehrere Widerstände installieren müssen, wenn Sie auf diese Weise eine große Spannung löschen oder eine stärkere Last mit Strom versorgen müssen Die Macht eines Einzelnen reicht nicht aus und sie kann auf mehrere verteilt werden.

Die Methode der Spannungsreduzierung mit einem Widerstand funktioniert sowohl in Gleichstromkreisen als auch in Stromkreisen Wechselstrom.

Der Nachteil besteht darin, dass die Ausgangsspannung in keiner Weise stabilisiert wird und sich mit zunehmendem und abnehmendem Strom proportional zum Widerstandswert ändert.

Wie kann man die Wechselspannung mit einer Drossel oder einem Kondensator reduzieren?

Wenn wir nur von Wechselstrom sprechen, kann die Reaktanz verwendet werden. Reaktanz existiert nur in Wechselstromkreisen, dies liegt an den Besonderheiten der Energieakkumulation in Kondensatoren und Induktivitäten und den Gesetzen des Schaltens.

Die Induktivität und der Kondensator im Wechselstrom können als Ballastwiderstand verwendet werden.

Die Reaktanz des Induktors (und jedes induktiven Elements) hängt von der Frequenz des Wechselstroms ab (z Haushaltsstromnetz 50 Hz) und Induktivität wird nach folgender Formel berechnet:

Dabei ist ω die Kreisfrequenz in rad/s, L die Induktivität, 2pi sind erforderlich, um die Kreisfrequenz in den Normalwert umzuwandeln, f ist die Spannungsfrequenz in Hz.

Die Reaktanz eines Kondensators hängt von seiner Kapazität (je niedriger C, desto größer der Widerstand) und der Frequenz des Stroms im Stromkreis (je höher die Frequenz, desto niedriger der Widerstand) ab. Man kann es so berechnen:

Ein Beispiel für die Verwendung einer induktiven Reaktanz ist die Stromversorgung Leuchtstofflampen Beleuchtung, DRL-Lampen und HPS. Die Drossel begrenzt den Strom durch die Lampe; bei LL- und HPS-Lampen wird sie in Verbindung mit einem Starter oder einem Impulszündgerät (Startrelais) verwendet, um einen Hochspannungsstoß zu erzeugen, der die Lampe einschaltet. Dies liegt an der Beschaffenheit und dem Funktionsprinzip solcher Lampen.

Ein Kondensator wird zur Stromversorgung von Geräten mit geringem Stromverbrauch verwendet; er wird in Reihe mit dem Stromkreis installiert. Ein solches Netzteil wird als „transformatorloses Netzteil mit Ballast-(Lösch-)Kondensator“ bezeichnet.

Es wird sehr häufig als Strombegrenzer zum Laden von Batterien (z. B. Bleibatterien) in tragbaren Taschenlampen und Radios mit geringer Leistung eingesetzt. Die Nachteile eines solchen Schemas liegen auf der Hand: Es gibt keine Kontrolle über den Ladezustand der Batterie, es kommt zum Überkochen, Unterladung und Spannungsinstabilität.

So senken und stabilisieren Sie die Gleichspannung

Um eine stabile Ausgangsspannung zu erreichen, können Sie parametrische und lineare Stabilisatoren verwenden. Sie werden oft auf inländischen Mikroschaltungen wie KREN oder ausländischen Mikroschaltungen wie L78xx, L79xx hergestellt.

Mit dem Linearwandler LM317 können Sie jeden Spannungswert stabilisieren, er ist bis zu 37 V einstellbar, Sie können darauf basierend ein einfaches einstellbares Netzteil herstellen.

Wenn Sie die Spannung leicht reduzieren und stabilisieren müssen, sind die beschriebenen ICs nicht geeignet. Damit sie funktionieren, muss ein Unterschied in der Größenordnung von 2 V oder mehr bestehen. Zu diesem Zweck wurden LDO-Stabilisatoren (Low Dropout) entwickelt. Ihr Unterschied besteht darin, dass zur Stabilisierung der Ausgangsspannung die Eingangsspannung diese um 1 V überschreiten muss. Ein Beispiel für einen solchen Stabilisator ist der AMS1117, der in Versionen von 1,2 bis 5 V erhältlich ist, am häufigsten werden beispielsweise die 5- und 3,3-V-Versionen verwendet und vieles mehr.

Das Design aller oben beschriebenen linearen Abwärtsstabilisatoren vom Serientyp weist einen erheblichen Nachteil auf: einen geringen Wirkungsgrad. Je größer die Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung ist, desto geringer ist sie. Es „verbrennt“ einfach überschüssige Spannung und wandelt sie in Wärme um. Der Energieverlust beträgt:

Ploss = (Uin-Uout)*I

Das Unternehmen AMTECH produziert PWM-Analoga von Konvertern vom Typ L78xx; sie arbeiten nach dem Prinzip der Pulsweitenmodulation und ihr Wirkungsgrad beträgt immer mehr als 90 %.

Sie schalten die Spannung einfach mit einer Frequenz von bis zu 300 kHz ein und aus (die Welligkeit ist minimal). Und die aktuelle Spannung wird auf dem erforderlichen Niveau stabilisiert. Und die Verbindungsschaltung ähnelt linearen Analoga.

Wie kann man die konstante Spannung erhöhen?

Zur Spannungserhöhung werden Impulsspannungswandler hergestellt. Sie können entweder mit einem Boost- oder Buck-Schema oder einem Buck-Boost-Schema eingeschaltet werden. Schauen wir uns einige Vertreter an:

2. Platine basierend auf LM2577, dient zum Erhöhen und Verringern der Ausgangsspannung.

3. Konverterplatine basierend auf FP6291, geeignet zum Aufbau einer 5-V-Stromquelle, beispielsweise einer Powerbank. Durch Anpassen der Widerstandswerte kann er wie jeder andere ähnliche Wandler an andere Spannungen angepasst werden – Sie müssen die Rückkopplungskreise anpassen.

Hier ist alles auf der Platine beschriftet – Pads zum Anlöten der Eingangs-IN- und Ausgangs-OUT-Spannungen. Die Platinen können über eine Ausgangsspannungsregelung und in einigen Fällen über eine Strombegrenzung verfügen, was Ihnen den Aufbau einer einfachen und effizienten Laborstromversorgung ermöglicht. Die meisten Wandler, sowohl lineare als auch gepulste, verfügen über einen Kurzschlussschutz.

Wie kann man die Wechselspannung erhöhen?

Für Anpassungen Wechselstrom Spannung Es werden zwei Hauptmethoden verwendet:

1. Spartransformator;

2. Transformator.

Spartransformator- Dies ist eine Drossel mit einer Wicklung. Die Wicklung verfügt über eine Anzapfung ab einer bestimmten Anzahl von Windungen. Wenn Sie also eines der Enden der Wicklung mit der Anzapfung verbinden, erhalten Sie an den Enden der Wicklung eine um das Vielfache der Gesamtzahl der Windungen und der Anzahl der Windungen erhöhte Spannung Anzahl der Umdrehungen vor dem Hahn.

Die Industrie produziert LATRs – Laborspartransformatoren, spezielle elektromechanische Geräte zur Spannungsregelung. Sie haben in der Entwicklung eine sehr breite Anwendung gefunden elektronische Geräte und Reparatur von Stromversorgungen. Die Einstellung erfolgt über einen verschiebbaren Bürstenkontakt, an den das mit Strom versorgte Gerät angeschlossen wird.

Der Nachteil solcher Geräte ist die fehlende galvanische Trennung. Dies bedeutet, dass an den Ausgangsklemmen leicht Hochspannung anliegen kann und somit die Gefahr eines Stromschlags besteht.

Transformator- Das klassischer Weg Spannungsänderungen. Es besteht eine galvanische Trennung vom Netz, was die Sicherheit solcher Anlagen erhöht. Die Spannung an der Sekundärwicklung hängt von der Spannung ab Primärwicklung und Übersetzungsverhältnis.

Uvt=Ufirst*Ktr

Eine eigene Art ist . Sie arbeiten mit hohen Frequenzen von mehreren zehn und hundert kHz. Wird in den allermeisten Schaltnetzteilen verwendet, zum Beispiel:

Ladegerät für Ihr Smartphone;

Laptop-Netzteil;

Computer-Netzteil.

Durch den Betrieb bei hohen Frequenzen werden die Gewichts- und Größenindikatoren reduziert, sie sind um ein Vielfaches geringer als bei Netztransformatoren (50/60 Hz), die Windungszahl der Wicklungen und damit der Preis. Gehe zu Impulsblockaden Die Stromversorgung ermöglichte es, die Größe und das Gewicht aller modernen Elektronikgeräte zu reduzieren und ihren Verbrauch durch Erhöhung der Effizienz zu senken (in Impulsschaltungen 70-98 %).

In Geschäften findet man häufig elektronische Transformatoren, an deren Eingang eine 220-V-Netzspannung angelegt wird und am Ausgang beispielsweise eine 12-V-Hochfrequenz-Wechselspannung erforderlich ist Installieren Sie zusätzlich Hochgeschwindigkeitsdioden am Ausgang.

Im Inneren befindet sich ein Impulstransformator, Transistorschalter, Treiber- oder Selbstoszillatorschaltung, wie unten gezeigt.

Vorteile: Einfachheit der Schaltung, galvanische Trennung und geringe Größe.

Nachteile – die meisten im Handel erhältlichen Modelle verfügen über eine Stromrückmeldung, was bedeutet, dass sie sich ohne eine Last mit einer Mindestleistung (in den Spezifikationen eines bestimmten Geräts angegeben) einfach nicht einschalten lässt. Einige Exemplare sind bereits mit OS-Spannung ausgestattet und laufen problemlos im Leerlauf.

Wird am häufigsten für die 12-V-Stromversorgung verwendet Halogenlampen, Zum Beispiel Scheinwerfer abgehängte Decke.

Abschluss

Wir haben die Grundlagen der Spannung, ihrer Messung und Anpassung behandelt. Eine moderne Elementbasis und eine Reihe vorgefertigter Einheiten und Konverter ermöglichen die Implementierung beliebiger Stromquellen mit den erforderlichen Leistungseigenschaften. Sie können zu jeder der Methoden einen separaten Artikel schreiben, der ausführlicher beschrieben wird. Ich habe versucht, die grundlegenden Informationen zusammenzustellen, die erforderlich sind, um schnell eine für Sie geeignete Lösung auszuwählen.

Leiterwiderstand. Widerstand

Das Ohmsche Gesetz ist das wichtigste in der Elektrotechnik. Deshalb sagen Elektriker: „Wer das Ohmsche Gesetz nicht kennt, sollte zu Hause bleiben.“ Nach diesem Gesetz ist der Strom direkt proportional zur Spannung und umgekehrt proportional zum Widerstand (I = U / R), wobei R ein Koeffizient ist, der Spannung und Strom in Beziehung setzt. Die Maßeinheit für Spannung ist Volt, Widerstand ist Ohm, Strom ist Ampere.
Um zu zeigen, wie das Ohmsche Gesetz funktioniert, schauen wir uns ein einfaches an Stromkreis. Der Stromkreis ist ein Widerstand, der gleichzeitig eine Last ist. Mit einem Voltmeter wird die Spannung darüber aufgezeichnet. Für Laststrom - Amperemeter. Wenn der Schalter geschlossen ist, fließt Strom durch die Last. Mal sehen, wie gut das Ohmsche Gesetz eingehalten wird. Der Strom im Stromkreis beträgt: Stromkreisspannung 2 Volt und Stromkreiswiderstand 2 Ohm (I = 2 V / 2 Ohm = 1 A). So viel zeigt das Amperemeter an. Der Widerstand ist eine Last mit einem Widerstandswert von 2 Ohm. Wenn wir den Schalter S1 schließen, fließt Strom durch die Last. Mit einem Amperemeter messen wir den Strom im Stromkreis. Messen Sie mit einem Voltmeter die Spannung an den Lastklemmen. Der Strom im Stromkreis beträgt: 2 Volt / 2 Ohm = 1 A. Wie Sie sehen, wird dies beobachtet.

Lassen Sie uns nun herausfinden, was getan werden muss, um den Strom im Stromkreis zu erhöhen. Erhöhen Sie zunächst die Spannung. Stellen wir die Batterie nicht auf 2 V, sondern auf 12 V ein. Das Voltmeter zeigt 12 V an. Was zeigt das Amperemeter an? 12 V/ 2 Ohm = 6 A. Das heißt, durch eine sechsfache Erhöhung der Spannung an der Last haben wir eine sechsfache Erhöhung der Stromstärke erhalten.

Betrachten wir eine andere Möglichkeit, den Strom in einem Stromkreis zu erhöhen. Sie können den Widerstand reduzieren – nehmen Sie statt einer 2-Ohm-Last 1 Ohm. Was wir erhalten: 2 Volt / 1 Ohm = 2 A. Das heißt, indem wir den Lastwiderstand um das Zweifache verringerten, erhöhten wir den Strom um das Zweifache.
Um sich die Formel des Ohmschen Gesetzes leichter merken zu können, haben sie sich das Ohm-Dreieck ausgedacht:
Wie kann man anhand dieses Dreiecks den Strom bestimmen? I = U / R. Alles sieht ganz klar aus. Mithilfe eines Dreiecks können Sie auch Formeln schreiben, die vom Ohmschen Gesetz abgeleitet sind: R = U / I; U = I * R. Man sollte sich vor allem daran erinnern, dass die Spannung am Scheitelpunkt des Dreiecks liegt.

Im 18. Jahrhundert, als das Gesetz entdeckt wurde, steckte die Atomphysik noch in den Kinderschuhen. Daher glaubte Georg Ohm, dass der Leiter so etwas wie ein Rohr sei, in dem eine Flüssigkeit fließt. Nur Flüssigkeit in Form von elektrischem Strom.
Gleichzeitig entdeckte er ein Muster, dass der Widerstand eines Leiters mit zunehmender Länge größer und mit zunehmendem Durchmesser kleiner wird. Darauf aufbauend leitete Georg Ohm die Formel ab: R = p * l / S, wobei p ein bestimmter Koeffizient ist, multipliziert mit der Länge des Leiters und dividiert durch die Querschnittsfläche. Dieser Koeffizient wurde als spezifischer Widerstand bezeichnet, der die Fähigkeit charakterisiert, den Fluss des elektrischen Stroms zu behindern, und hängt davon ab, aus welchem ​​Material der Leiter besteht. Darüber hinaus ist der Widerstand des Leiters umso größer, je größer der spezifische Widerstand ist. Um den Widerstand zu erhöhen, ist es notwendig, die Länge des Leiters zu vergrößern, seinen Durchmesser zu verringern oder ein Material mit einem höheren Wert zu wählen diesen Parameter. Konkret beträgt der spezifische Widerstand für Kupfer 0,017 (Ohm * mm2/m).

Dirigenten

Schauen wir uns an, welche Arten von Leitern es gibt. Heutzutage ist Kupfer der gebräuchlichste Leiter. Aufgrund seines geringen spezifischen Widerstands und seiner hohen Oxidationsbeständigkeit bei relativ geringer Zerbrechlichkeit wird dieser Leiter zunehmend in elektrischen Anwendungen eingesetzt. Nach und nach ersetzt der Kupferleiter den Aluminiumleiter. Kupfer wird bei der Herstellung von Drähten (Adern in Kabeln) und bei der Herstellung elektrischer Produkte verwendet.

Das am zweithäufigsten verwendete Material ist Aluminium. Es wird häufig in älteren Kabeln verwendet, die durch Kupfer ersetzt werden. Wird auch bei der Herstellung von Drähten und Elektroprodukten verwendet.
Das nächste Material ist Eisen. Es hat einen viel höheren spezifischen Widerstand als Kupfer und Aluminium (sechsmal höher als Kupfer und viermal höher als Aluminium). Daher wird es in der Regel nicht zur Herstellung von Drähten verwendet. Es wird jedoch bei der Herstellung von Schilden und Reifen verwendet, die aufgrund ihres großen Querschnitts einen geringen Widerstand aufweisen. Genau wie ein Verschluss.

Gold wird in der Elektrik nicht verwendet, da es recht teuer ist. Aufgrund seines geringen spezifischen Widerstands und seines hohen Oxidationsschutzes wird es in der Raumfahrttechnik eingesetzt.

Messing wird in elektrischen Anwendungen nicht verwendet.

Zinn und Blei werden üblicherweise zum Legieren als Lot verwendet. Sie werden nicht als Leiter für die Herstellung von Geräten verwendet.

Silber wird am häufigsten in militärischer Ausrüstung für Hochfrequenzgeräte verwendet. Wird selten in elektrischen Anwendungen verwendet.

Wolfram wird in Glühlampen verwendet. Da es bei hohen Temperaturen nicht kollabiert, wird es als Glühfaden für Lampen verwendet.

Es wird in Heizgeräten verwendet, da es einen hohen spezifischen Widerstand bei großem Querschnitt aufweist. Für die Herstellung eines Heizelements wird ein kleiner Teil seiner Länge benötigt.

Kohle und Graphit werden in Elektrobürsten in Elektromotoren verwendet.
Leiter werden verwendet, um Strom durch sich selbst zu leiten. In diesem Fall leistet der Strom nützliche Arbeit.

Dielektrika

Dielektrika haben sehr wichtig spezifischer Widerstand, der im Vergleich zu Leitern viel höher ist.

Bei der Herstellung von Isolatoren wird in der Regel Porzellan verwendet. Glas wird auch zur Herstellung von Isolatoren verwendet.

Ebonit wird am häufigsten in Transformatoren verwendet. Es dient zur Herstellung des Rahmens der Spulen, auf die der Draht gewickelt wird.

Wird auch häufig als Dielektrikum verwendet verschiedene Typen Kunststoffe Zu den Dielektrika gehört das Material, aus dem das Isolierband besteht.

Das Material, aus dem die Isolierung der Drähte besteht, ist ebenfalls ein Dielektrikum.

Der Hauptzweck eines Dielektrikums besteht darin, Menschen vor elektrischem Schlag zu schützen und stromführende Leiter untereinander zu isolieren.

Anweisungen

Nach dem Ohmschen Gesetz für Gleichstromkreise: U = IR, wobei: U der dem Stromkreis zugeführte Wert ist,
R ist der Gesamtwiderstand des Stromkreises,
I ist die Strommenge, die durch einen Stromkreis fließt. Um die Stromstärke zu bestimmen, müssen Sie die dem Stromkreis zugeführte Spannung durch seinen Gesamtwiderstand dividieren. I=U/RAUm den Strom zu erhöhen, können Sie dementsprechend die am Eingang des Stromkreises angelegte Spannung erhöhen oder seinen Widerstand verringern. Der Strom erhöht sich, wenn Sie die Spannung erhöhen. Eine Erhöhung des Stroms führt zu einer Erhöhung der Spannung. Wenn beispielsweise ein Stromkreis mit einem Widerstand von 10 Ohm an eine normale 1,5-Volt-Batterie angeschlossen wurde, dann war der durch ihn fließende Strom:
1,5/10=0,15 A (Ampere). Wenn eine weitere 1,5-V-Batterie an diesen Stromkreis angeschlossen wird, beträgt die Gesamtspannung 3 V und der durch den Stromkreis fließende Strom erhöht sich auf 0,3 A.
Die Verbindung erfolgt „in Reihe“, das heißt, das Plus einer Batterie wird mit dem Minus der anderen verbunden. So können Sie durch die Reihenschaltung einer ausreichenden Anzahl von Netzteilen die erforderliche Spannung erhalten und den Stromfluss sicherstellen die erforderliche Stärke. Mehrere Spannungsquellen werden durch eine Zellenbatterie zu einem Stromkreis zusammengefasst. Im Alltag werden solche Konstruktionen üblicherweise als „Batterien“ bezeichnet (auch wenn die Stromversorgung nur aus einem Element besteht. In der Praxis kann der Anstieg der Stromstärke jedoch geringfügig von der berechneten abweichen (proportional zum Spannungsanstieg). . Dies ist hauptsächlich auf die zusätzliche Erwärmung der Leiter des Stromkreises zurückzuführen, die mit einer Erhöhung des durch sie fließenden Stroms auftritt. In diesem Fall kommt es in der Regel zu einer Erhöhung des Widerstands des Stromkreises, was zu einer Verringerung der Stromstärke führt. Darüber hinaus kann eine Erhöhung der Belastung des Stromkreises zu dessen Durchbrennen oder sogar zu einem Brand führen. Beim Betrieb elektrischer Haushaltsgeräte, die nur mit einer festen Spannung betrieben werden können, ist besondere Vorsicht geboten.

Wenn Sie den Gesamtwiderstand eines Stromkreises verringern, erhöht sich auch der Strom. Nach dem Ohmschen Gesetz ist der Anstieg des Stroms proportional zur Abnahme des Widerstands. Wenn die Spannung der Stromquelle beispielsweise 1,5 V betrug und der Stromkreiswiderstand 10 Ohm betrug, floss ein elektrischer Strom von 0,15 A durch einen solchen Stromkreis. Wenn dann der Stromkreiswiderstand halbiert wurde (auf 5 Ohm gesetzt), dann verdoppelt sich der durch den Stromkreis fließende Strom und beträgt 0,3 Ampere. Ein Extremfall ist die Reduzierung des Lastwiderstands Kurzschluss, bei dem der Lastwiderstand praktisch Null ist. In diesem Fall entsteht natürlich kein unendlicher Strom, da der Stromkreis einen Innenwiderstand der Stromquelle aufweist. Eine deutlichere Widerstandsreduzierung kann durch eine starke Kühlung des Leiters erreicht werden. Auf diesem Effekt der Supraleitung beruht die Erzeugung enormer Ströme.

Um die Leistung von Wechselstrom zu erhöhen, gibt es verschiedene elektronische Geräte, hauptsächlich Stromwandler, verwendet zum Beispiel in Schweißgeräte. Mit abnehmender Frequenz nimmt auch die Stärke des Wechselstroms zu (da aufgrund des Oberflächeneffekts der aktive Widerstand des Stromkreises abnimmt. Wenn im Wechselstromkreis aktive Widerstände vorhanden sind, steigt die Stromstärke mit zunehmender Kapazität). Die Kapazität der Kondensatoren nimmt zu und die Induktivität der Spulen (Magnete) nimmt ab. Wenn der Stromkreis nur Kondensatoren (Kondensatoren) enthält, steigt der Strom mit zunehmender Frequenz. Wenn der Stromkreis aus Induktivitäten besteht, nimmt die Stromstärke zu, wenn die Frequenz des Stroms abnimmt.

Gelegentlich muss erhöht werden Gewalt in einem Stromkreis passiert aktuell. In diesem Artikel werden die grundlegenden Methoden zur Stromerhöhung ohne den Einsatz schwieriger Geräte erläutert.

Du wirst brauchen

• Amperemeter

Anweisungen

1. Nach dem Ohmschen Gesetz für Stromkreise mit Gleichstrom gilt: U = IR, wobei: U die dem Strom zugeführte Menge ist Spannungskreis, R– totaler Widerstand Stromkreis, I- die Strommenge, die durch einen Stromkreis fließt, um die Stromstärke zu bestimmen, ist es notwendig, die dem Stromkreis zugeführte Spannung durch seinen Gesamtwiderstand zu dividieren. I=U/RAUm den Strom zu erhöhen, ist es dementsprechend möglich, die am Eingang des Stromkreises angelegte Spannung zu erhöhen oder seinen Widerstand zu verringern. Der Strom erhöht sich, wenn die Spannung erhöht wird. Der Stromanstieg ist proportional zum Spannungsanstieg. Nehmen wir an, wenn ein Stromkreis mit einem Widerstand von 10 Ohm an eine Standardbatterie mit einer Spannung von 1,5 Volt angeschlossen wäre, dann wäre der durch ihn fließende Strom: 1,5/10 = 0,15 A (Ampere). Wenn eine weitere 1,5-V-Batterie an diesen Stromkreis angeschlossen wird, beträgt die Gesamtspannung 3 V und der durch den Stromkreis fließende Strom erhöht sich auf 0,3 A. Der Anschluss erfolgt stufenweise, d. h. das Plus einer Batterie wird angeschlossen zum Minus des anderen. Durch die schrittweise Kombination einer ausreichenden Anzahl von Stromquellen ist es somit möglich, die erforderliche Spannung zu erhalten und den Stromfluss in der erforderlichen Stärke sicherzustellen. Mehrere zu einem Stromkreis zusammengefasste Spannungsquellen werden als Elementbatterie bezeichnet. Im Alltag werden solche Konstruktionen üblicherweise als „Batterien“ bezeichnet (auch wenn die Stromquelle jeweils aus einem Element besteht). In der Praxis kann der Anstieg der Stromstärke jedoch geringfügig von der berechneten abweichen (proportional zum Spannungsanstieg). ). Dies ist hauptsächlich auf die zusätzliche Erwärmung der Leiter des Stromkreises zurückzuführen, die mit einer Erhöhung des durch sie fließenden Stroms auftritt. In diesem Fall erhöht sich wie üblich der Widerstand des Stromkreises, was zu einer Verringerung der Stromstärke führt. Darüber hinaus kann eine Erhöhung der Belastung des Stromkreises zu dessen Durchbrennen oder sogar zu einem Brand führen. Beim Betrieb elektrischer Haushaltsgeräte, die nur mit einer festen Spannung betrieben werden können, ist äußerste Vorsicht geboten.

2. Wenn Sie den Gesamtwiderstand eines Stromkreises verringern, erhöht sich auch der Strom. Nach dem Ohmschen Gesetz ist der Anstieg des Stroms proportional zur Abnahme des Widerstands. Angenommen, die Spannung der Stromquelle betrug 1,5 V und der Stromkreiswiderstand 10 Ohm, dann floss ein elektrischer Strom von 0,15 A durch einen solchen Stromkreis. Wenn sich der Stromkreiswiderstand danach halbierte (gleich 5 Ohm), Dann verdoppelt sich der entlang des Stromkreises entstehende Strom und beträgt 0,3 Ampere. Ein Extremfall eines abnehmenden Lastwiderstands ist ein Kurzschluss, bei dem der Lastwiderstand tatsächlich Null ist. In diesem Fall tritt natürlich kein immenser Strom auf, da im Stromkreis ein Innenwiderstand der Stromquelle vorhanden ist. Eine deutlichere Widerstandsreduzierung kann erreicht werden, wenn der Leiter stark gekühlt wird. Die Erfassung hoher Ströme basiert auf diesem Ergebnis der Supraleitung.

3. Um die Stärke des Wechselstroms zu erhöhen, werden alle Arten von elektronischen Geräten verwendet, hauptsächlich Stromwandler, die beispielsweise in Schweißgeräten verwendet werden. Mit abnehmender Frequenz nimmt auch die Stärke des Wechselstroms zu (denn im Endeffekt sinkt der energetische Widerstand des Stromkreises, wenn im Wechselstromkreis energetische Widerstände vorhanden sind, steigt der Strom mit zunehmender Kapazität der Kondensatoren). und die Induktivität der Spulen (Magnete) nimmt ab. Wenn der Stromkreis nur Kondensatoren (Kondensatoren) enthält, steigt der Strom mit zunehmender Frequenz. Wenn der Stromkreis aus Induktivitäten besteht, nimmt die Stromstärke zu, wenn die Frequenz des Stroms abnimmt.

Nach dem Ohmschen Gesetz zunehmend aktuell in einem Stromkreis ist zulässig, wenn eine von zwei Bedingungen erfüllt ist: ein Anstieg der Spannung im Stromkreis oder eine Verringerung seines Widerstands. Ändern Sie im ersten Fall die Quelle aktuell andererseits mit größerer elektromotorischer Kraft; Im zweiten Schritt wählen Sie Leiter mit geringerem Widerstand.

Du wirst brauchen

• ein normaler Tester und Tabellen zur Bestimmung des spezifischen Widerstands von Substanzen.

Anweisungen

1. Nach dem Ohmschen Gesetz wirkt auf einen Abschnitt der Kette die Kraft aktuell hängt von 2 Mengen ab. Sie ist direkt proportional zur Spannung in diesem Bereich und umgekehrt proportional zu seinem Widerstand. Die universelle Verbundenheit wird durch eine Gleichung beschrieben, die leicht aus dem Ohmschen Gesetz I=U*S/(?*l) abgeleitet werden kann.

2. Bauen Sie einen Stromkreis zusammen, der eine Quelle enthält aktuell Käufer von Kabeln und Strom. Als Quelle aktuell Verwenden Sie einen Gleichrichter mit der Möglichkeit, die EMF anzupassen. Schließen Sie den Stromkreis an eine solche Quelle an, nachdem Sie zuvor schrittweise für den Käufer einen Tester installiert haben, der für die Kraftmessung konfiguriert ist aktuell. Erhöhen der EMK der Quelle aktuell Nehmen Sie die Messwerte des Testers vor, aus denen geschlossen werden kann, dass die Kraft zunimmt, wenn die Spannung an einem Abschnitt des Stromkreises zunimmt aktuell es wird proportional zunehmen.

3. 2. Methode zur Steigerung der Kraft aktuell– Verringerung des Widerstands in einem Abschnitt des Stromkreises. Verwenden Sie dazu eine spezielle Tabelle, um den spezifischen Widerstand dieses Abschnitts zu bestimmen. Informieren Sie sich dazu vorab, aus welchem ​​Material die Leiter bestehen. Um zu erhöhen Gewalt aktuell, installieren Sie Leiter mit geringerem Widerstand. Je kleiner dieser Wert ist, desto größer ist die Kraft. aktuell in dieser Gegend.

4. Wenn keine anderen Leiter vorhanden sind, ändern Sie die Größe der verfügbaren. Erhöhen Sie deren Querschnittsflächen und verlegen Sie parallel dazu die gleichen Leiter. Wenn Strom durch eine Ader des Kabels fließt, installieren Sie mehrere Kabel parallel. Um wie oft erhöht sich die Querschnittsfläche des Drahtes, um wie oft erhöht sich der Strom. Wenn möglich, kürzen Sie die verwendeten Leitungen. Um wie viel Mal nimmt die Länge der Leiter ab, um wie viel Mal nimmt die Kraft zu aktuell .

5. Methoden zur Steigerung der Kraft aktuell kombinieren dürfen. Wenn Sie beispielsweise die Querschnittsfläche um das Zweifache vergrößern, verringern Sie die Länge der Leiter um das 1,5-fache und die EMK der Quelle aktuell Erhöhen Sie sich um das Dreifache, erhalten Sie eine Steigerung der Kraft aktuell Du 9 Mal.

Die Nachverfolgung zeigt, dass sich ein stromdurchflossener Leiter zu bewegen beginnt, wenn er in ein Magnetfeld gebracht wird. Das bedeutet, dass eine gewisse Kraft auf ihn einwirkt. Das ist die Ampere-Kraft. Denn für sein Aussehen ist das Vorhandensein eines Leiters, eines Magnetfeldes usw. erforderlich elektrischer Strom, die Metamorphose der Parameter dieser Größen wird eine Erhöhung der Ampere-Kraft ermöglichen.

Du wirst brauchen

• - Dirigent;
• – aktuelle Quelle;
• – Magnet (kontinuierlich oder elektrisch).

Anweisungen

1. Auf einen Leiter, der Strom in einem Magnetfeld führt, wirkt eine Kraft gleich dem Produkt aus der magnetischen Induktion des Magnetfelds B, der Stärke des durch den Leiter fließenden Stroms I, seiner Länge l und dem Sinus des Winkels? zwischen dem Vektor der Magnetfeldinduktion und der Stromrichtung im Leiter F=B?I?l?sin(?).

2. Wenn der Winkel zwischen den magnetischen Induktionslinien und der Stromrichtung im Leiter spitz oder stumpf ist, richten Sie den Leiter oder das Feld so aus, dass dieser Winkel rechtwinklig wird, d. h. es sollte ein rechter Winkel von 90° entstehen. zwischen dem magnetischen Induktionsvektor und dem Strom. Dann ist sin(?)=1, und das ist der höchste Wert für diese Funktion.

3. Vergrößern Gewalt Ampere, wirkt auf den Leiter und erhöht den Wert der magnetischen Induktion des Feldes, in dem er platziert ist. Nehmen Sie dazu mehr starker Magnet. Verwenden Sie einen Elektromagneten, der es Ihnen ermöglicht, ein Magnetfeld unterschiedlicher Stärke zu erzeugen. Erhöhen Sie den Strom in seiner Wicklung und die Induktivität des Magnetfelds beginnt zuzunehmen. Gewalt Ampere wird proportional zur magnetischen Induktion des Magnetfeldes zunehmen, wenn man es beispielsweise um das Zweifache erhöht, erhält man auch eine Kraftzunahme um das Zweifache.

4. Gewalt Ampere hängt von der Stromstärke im Leiter ab. Schließen Sie den Leiter an eine Stromquelle mit variabler EMK an. Vergrößern Gewalt Strom im Leiter durch Erhöhen der Spannung an der Stromquelle oder Ersetzen des Leiters durch einen anderen mit denselben geometrischen Abmessungen, aber geringerem spezifischem Widerstand. Nehmen wir an, Sie ersetzen einen Aluminiumleiter durch einen Kupferleiter. Darüber hinaus muss es die gleiche Querschnittsfläche und Länge haben. Erhöhte Kraft Ampere ist direkt proportional zum Anstieg der Stromstärke im Leiter.

5. Um den Kraftwert zu erhöhen Ampere Erhöhen Sie die Länge des Leiters, der im Magnetfeld liegt. Bedenken Sie dabei strikt, dass in diesem Fall die Stromstärke proportional abnimmt; daher führt eine einfache Verlängerung nicht gleichzeitig zu einer Erhöhung des Stromstärkewerts im Leiter Spannung an der Quelle.

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