Étude sur la loi d'Ohm pour les conducteurs ohmiques et non ohmiques

Loi d’Ohm concerne la tension, le courant et la résistance d’un composant électrique, ou un circuit.

Tension, V, courant, j’ai et résistance, R, sont essentiels pour le fonctionnement de tous les appareils électroniques comme les ordinateurs, les lecteurs de musique et les radios ainsi que des applications électriques simples comme le câblage de la maison, fusible de boîtes et éclairage à la maison. Les circuits dans tous ces cas se comportent de manière prévisible et peuvent être conçus rationnellement en raison de la Loi d’Ohm.

Cette vidéo, présentent des diagrammes, symboles et la terminologie de circuit et alors démontrer comment câbler un circuit simple. En outre, le courant qui traverse un composant et la tension aux bornes d’un composant sera mesuré.

La sortie d’un bloc d’alimentation ou de la batterie a des bornes positives et négatives, qui respectivement définissent haute et basse des valeurs d’une grandeur appelée potentiel électrique. La différence de ce potentiel électrique est tension, mesurée en volts. Pour en savoir plus sur ces terminologies, s’il vous plaît voir la vidéo sur le potentiel électrique dans cette collection.

Un circuit est un réseau de composants reliés entre eux pour exécuter une fonction particulière. Actuel est le mouvement d’une quantité de charge par seconde et est mesurée en ampèresou ampères, pour faire court. Fait intéressant, seulement des électrons, qui ont la charge négative, déplacent de fils électriques dans un circuit. En raison de leur charge négative, les électrons coulent dans la direction opposée à celle du courant. Courant électrique peut circuler uniquement par l’intermédiaire de câbles et appareils branchés dans une boucle complète, beaucoup comme l’eau actuels provenant d’un réservoir par une pompe, dans une roue à eau et revenir dans le réservoir.

Dans une certaine mesure tous les éléments électriques font obstacle à la circulation du courant, comme le goulot d’étranglement dans un tuyau qui réduit le débit d’eau. Résistance décrit ce phénomène et est mesurée en ohms. Loi d’Ohm définit la résistance comme tension à travers un élément divisé par le courant traversant le composant.

Pour les composants spécifiquement appelé résistances, la résistance est approximativement constante. La résistance sur un circuit commun est généralement un petit objet cylindrique avec bandes représentant un code de couleur pour la résistance. Par la Loi d’Ohm, le courant traversant une résistance constante est directement proportionnelle à la tension appliquée et inversement proportionnelle à la résistance. En réalité, la résistance des matériaux plus généralement augmente avec la température.

La résistance de certains dispositifs, tels que diodes, varie également avec les conditions d’utilisation-c'est-à-dire, tension et courant-ainsi que d’autres facteurs. Une diode est un dispositif permettant, à une très bonne approximation, courant de circuler dans une seule direction. Par conséquent, il se comporte comme une valve anti-reflux, passage courant au travers d’une résistance très faible dans la direction « avant » et l’interdiction actuelle avec une résistance extrêmement élevée en « en arrière ».

Un diodes électroluminescentes, également connu sous le nom une « LED », est une diode qui s’allume avec l’écoulement du courant vers l’avant. Comme une diode simple, une LED ne passe pas courant dans le sens inverse, auquel cas il ne s’allume pas.

Avec une simple relation entre tension, courant et résistance, Loi-souvent d’Ohm exprimée en V est égal à I fois R-fait il est possible de calculer l’une de ces quantités, si les deux autres sont connues.

Cette vidéo va montrer que la tension aux bornes d’un composant et le courant à travers elle peut être facilement mesurée. Ces expériences aussi démontrera la Loi d’Ohm dans les différents circuits et illustrer la relation entre le courant et la tension pour une résistance, une ampoule et une diode électroluminescente.

L’appareil de mesure se compose d’un capteur de tension, un capteur de courant, une alimentation, un système de mesure contrôlé par ordinateur et les composants à tester.

Pour charger le logiciel de mesure, cliquez deux fois sur la « Loi d’Ohm » icône sur le Bureau de l’ordinateur. Une fois que le programme chargé, l’écran doit afficher un graphique, un tableau et dans le coin inférieur gauche, des boîtes avec la tension et les mesures de courant.

Cliquez sur le bouton « Zéro » et sélectionnez « Zéro tous les capteurs » pour éliminer les décalages dans le système d’acquisition de données. Tension et des lectures actuelles devraient être zéro quand la mène à l’appareil n’est pas connectée à n’importe quoi.

Sélectionnez les données qui seront tracées en cliquant sur l’étiquette de l’axe et en cochant l’option désirée. Pour l’axe des ordonnées seulement, décochez les cases qui ne sont pas tracées. Définissez le graphique pour montrer actuel sur l’axe y et la tension sur l’axe des abscisses.

Ensuite, définissez l’échelle de l’axe y négatif de 0,3 à positives 0,3 ampères et définissez l’échelle de l’axe des abscisses pour neutraliser 5 à positifs 5 volts.

Une boîte de résistance, ce qui peut être réglée pour différentes valeurs de la résistance, est utilisée dans la première expérience afin d’observer comment courant varie avec la tension d’une résistance.

Définir la zone de résistance de 100 ohms. Puis raccorder ensemble l’alimentation, la tension et les capteurs de courant et boîte de résistance comme le montre le schéma de câblage. Enfin, la valeur des sorties le courant et la tension de l’alimentation les valeurs maximales.

Cliquez sur l’icône de la flèche verte pour démarrer la collecte de données. Réduire lentement la tension d’alimentation à sa valeur minimale. Ensuite, inversez les fils au tableau d’alimentation et lentement augmenter la tension de retour à sa valeur maximale. Il devrait en résulter dans un graphe de courant et tension, couvrant la plage de -5 à + 5 volts. Répétez ce processus jusqu'à ce que le graphe est sans bruit, puis stocker les données.

Pour la résistance de 100 ohms, l’intrigue du courant et la tension est une ligne droite. Effectuer un ajustement linéaire pour les données et enregistrer la pente de la droite. La pente doit être très près 0.0100 amp/volt, l’inverse de la résistance.

Maintenant, définissez la zone de résistance de 200 ohms et répéter l’expérience pour obtenir une autre parcelle de courant par rapport à la tension sur la plage de 04:55 volts. Cette fois la pente doit être très proche de 0.00500 amp/volt, encore une fois l’inverse de la résistance.

Pour une résistance constante, la Loi d’Ohm stipule que le courant qui traverse la résistance est proportionnelle à la tension appliquée et inversement proportionnelle à la résistance. Cela transparaît dans les données de résistances de 100 ohms tant 200ohm.

Pour l’expérience suivante, remplacer la zone de résistance avec une petite lampe à incandescence, comme illustré dans le diagramme schématique. Réglez le contrôle de la tension sur l’alimentation au maximum et de commencer la collecte de données. Réduire lentement la tension à la valeur minimale, puis augmentez progressivement la tension vers le maximum. L’ordinateur affiche une parcelle du courant par rapport à la tension sur la plage de sur + 0,7 et + 5 volts.

Inverser les fils d’alimentation, réglez le contrôle de la tension au maximum et répéter le processus de réduction de la tension à la valeur minimale et augmentant à nouveau jusqu'à la valeur maximale. L’ordinateur affiche une parcelle du courant par rapport à la tension dans la gamme de tout -0,7 à-5 volts.

L’intrigue du courant par rapport à la tension de l’ampoule est beaucoup moins linéaire en ce qui concerne les résistances. Le graphique montre également qu’en général le courant est supérieur à une tension donnée lorsque la tension s’accroît, par rapport à ce qu’elle est à la même tension quand la tension diminue.

Lorsque la tension s’accroît, le filament se réchauffe. Avec un filament qui démarre plus frais, la résistance est plus faible et le courant est plus élevé. Lorsque la tension diminue, le filament refroidit d’une température plus élevée, il a donc une résistance plus élevée et un courant plus faible au même point d’exploitation.

Maintenant tracer actuel par rapport au temps, au lieu de l’approche actuelle et tension. Pour ce faire, modifiez l’axe horizontal pour mesurer le temps.

Régler la tension à son maximum, si l’ampoule s’illumine de couleurs vives. Avant de s’éteindre l’alimentation. Cliquez sur la flèche verte pour démarrer la collecte de données et puis ré-allumer l’alimentation.

Courant traversant l’ampoule est élevé immédiatement après que l’alimentation est allumée, puis baisse à une valeur plus faible et constante. Lorsque l’ampoule est éteinte, le filament est à température ambiante et possède une résistance relativement faible.

Lorsque l’ampoule est mis en marche, le courant passe à un niveau élevé en raison de cette faible résistance. Cependant, la résistance du filament augmente considérablement avec la température-pendant que chauffe le filament, la résistance se développe et chute de courant. Finalement, sa température se stabilise et actuel est constante.

Enfin, définir l’axe de réafficher actuel par rapport à la tension et d’utiliser une diode électroluminescente-an « LED "-en place de l’ampoule. Le courant maximal pour la commune de LED est environ 30 mA, donc le courant doit être soigneusement surveillé pour éviter de brûler la LED.

La procédure à l’expérimentation préalable permet d’obtenir un graphique de cours en fonction de la tension de la LED. Tout d’abord appliquer une tension positive sur la LED et ajuster la tension d’alimentation du maximum au minimum. Ensuite, passer les fils d’alimentation et régler la tension de retour minimum à maximum d’observer la directionnalité de la LED.

Le tracé qui en résulte montre qu’une LED permet de courante s’écouler seulement si la tension est positive et supérieure à un certain seuil. Une fois que la diode « s’allume, » courant augmente rapidement à mesure que la tension augmente. Toutefois, aucun courant ne circule pour tension négative. Ce comportement illustre comment une LED agit comme une valve à sens unique pour le courant.

Les gadgets électroniques sont omniprésents dans le monde actuel, et la Loi d’Ohm a un rôle à jouer dans chacun de ces gadgets.

Par exemple, l’ampoule dans une lampe de poche est conçu pour fonctionner avec deux piles de 1,5 volts en série. Par conséquent, une ampoule avec une résistance appropriée doit être choisie, afin que les batteries fournissent une quantité appropriée de courant pour rendre l’ampoule briller, sans brûler. Loi d’Ohm permet de guider ce choix d’ampoule.

Une autre application de la Loi d’Ohm est de limiter le courant fourni à un périphérique particulier, peut-être pour réduire le risque de choc électrique, ou pour protéger l’appareil lui-même. Loi d’Ohm nous dit que, pour une tension donnée, plus la résistance est élevée, plus le courant. Par conséquent, en plaçant une résistance en série avec l’appareil, nous pouvons limiter le courant qui circule dans l’appareil et éviter ainsi tout dommage éventuel.

Vous avez juste regardé introduction de Jupiter à la Loi d’Ohm. Vous devez maintenant comprendre la relation entre la tension aux bornes d’un composant électrique, sa résistance et le courant qui en résulte par elle, ainsi que les différences dans le comportement électrique des résistances, ampoules et diodes électroluminescentes. Merci de regarder !