ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ-ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ Ενότητα 3: Νόμος του Ohm Κανόνες του Kirchhoff Αριστείδης Νικ. Παυλίδης Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών και Βιομηχανικού Σχεδιασμού ΤΕ
Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2
Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο TEI Δυτικής Μακεδονίας και στην Ανώτατη Εκκλησιαστική Ακαδημία Θεσσαλονίκης» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3
Σκοποί ενότητας Με την ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής θα πρέπει να έχει κατανοήσει την εφαρμογή του νόμου του Ohm και των κανόνων του Kircoff. 4
Περιεχόμενα ενότητας Νόμος του Ohm 1 ος Κανόνας του Kircoff. Συμπεράσματα Παρατηρήσεις. 2 ος Κανόνας του Kircoff. Συμπεράσματα. 5
ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ OHM ΚΑΝΟΝΕΣ ΤΟΥ KIRCΗΗOFF 6
ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ OHM Η ένταση που διαρρέει ένα απλό κύκλωμα είναι ανάλογη με την τάση στα άκρα του κυκλώματος και αντιστρόφως ανάλογη με την συνολική αντίσταση που παρουσιάζει το κύκλωμα. Εικονα 1: Νόμος του OHM (Διδάσκων, 2014). 7
ΚΑΝΟΝΕΣ ΤΟΥ KIRCΗΗOFF 1ος κανόνας του Kirchhoff ή κανόνας των εντάσεων. Το άθροισμα των ρευμάτων που εισέρχονται σ έναν κόμβο είναι ίσο με το άθροισμα των ρευμάτων που εξέρχονται απ τον κόμβο. 2ος κανόνας του Kirchhoff ή κανόνας των τάσεων. Το άθροισμα των ανυψώσεων δυναμικού κατά μήκος οποιουδήποτε κλειστού βρόγχου είναι ίσο με το άθροισμα των πτώσεων δυναμικού. 8
1ος κανόνας του Kirchhoff ή κανόνας των εντάσεων. Το αλγεβρικό άθροισμα όλων των ρευμάτων που συναντώνται σ ένα κόμβο είναι ίσο με το μηδέν. Ι=Ι 1 +Ι 2 +Ι 3 Η τάση είναι σταθερή στα άκρα του κόμβου. Εικονα 2: 1ος κανόνας του Kirchhoff ή κανόνας των εντάσεων (Διδάσκων, 2014). 9
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 1 I ολ = I 1 + I 2 + I 3 (1) I 1 = U/R 1 I 2 = U/R 2 (2) I 3 = U/R 3 Από (1), (2) U/R ολ = U/R 1 + U/R 2 + U/R 3 U(1/R ολ )=U(1/R 1 + 1/R 2 + 1/R 3 ) 1/R ολ = 1/R 1 + 1/R 2 + 1/R 3 10
ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ 1η ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ: Όταν έχουμε δύο αντιστάσεις παράλληλα συνδεδεμένες και μόνο τότε, αντί να πάρουμε τον γενικό τύπο μπορούμε να πάρουμε τον τύπο: R 1,2 = (R 1 *R 2 ) / (R 1 +R 2 ) 2η ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ: Σε παράλληλα συνδεδεμένες αντιστάσεις, η συνολική αντίσταση είναι μικρότερη από την μικρότερη αντίσταση στο παράλληλο κύκλωμα. 11
2ος κανόνας του Kirchhoff ή κανόνας των τάσεων Το αλγεβρικό άθροισμα των διαφορών δυναμικού κατά μήκος ενός κλειστού βρόγχου είναι ίσο με μηδέν. U=U1+U2+U3 ή U-(U1+U2+U3)=0 Το ρεύμα που διαρρέει τις αντιστάσεις είναι το ίδιο σε όλες τις αντιστάσεις. Εικονα 3: 2ος κανόνας του Kirchhoff ή κανόνας των τάσεων (Διδάσκων, 2014). 12
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 2 U = U1 +U2 + U3 (1) U=I *Rολ (2) U1 = I*R1 U2 = I*R2 (3) U3 = I*R3 Από (1), (2), (3) I*Rολ = I*R1 + I*R2 +I*R3 Οπότε I*Rολ = I* (R1 + R2 R3) Άρα Rολ= R1+R2 + R3 13
ΠΡΑΚΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 14
Διάταξη Κυκλώματος Εργαστηρίου Εικονα 4: Διάταξη Κυκλώματος Εργαστηρίου (Διδάσκων, 2014). 15
Κύκλωμα Εργαστηρίου Εικονα 5: Κυκλώμα Εργαστηρίου (Διδάσκων, 2014). 16
Απαιτούμενες Μετρήσεις 1/2 Εικονα 6: Απαιτούμενες Μετρήσεις 1/2 (Διδάσκων, 2014). 17
Απαιτούμενες Μετρήσεις 2/2 Εικονα 7: Απαιτούμενες Μετρήσεις 2/2 (Διδάσκων, 2014). 18
Ζητούμενα 1. Να υπολογιστούν : R 1, R 2, R 3, R 2,3, R ολ. 2. Να ελεγχθεί αν ισχύει στο σημείο Α ο πρώτος κανόνας του Kirchhoff. 3. Να ελεγχθεί αν ισχύει ο δεύτερος κανόνας του Kirchhoff στον βρόγχο. 4. Να αιτιολογηθούν τυχόν αποκλίσεις. 19
Τέλος Ενότητας
Σημείωμα Αναφοράς Copyright ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας, Αριστείδης Νικ. Παυλίδης. «ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ- ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ». Έκδοση: 1.0. Κοζάνη 2015. 21
Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο. που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο. που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο. Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. 22
Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς. το Σημείωμα Αδειοδότησης. τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων. το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει). μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους. 23