Ohms lov besvarer dine spørgsmål

Forståelse af elektronik og elektronisk fejlfinding starter med at kende Ohms lov. Dette er ikke svært og kan gøre dit arbejde så meget lettere.

Ohms lov var en konstant følgesvend i min lange karriere som radioudsendelsesingeniør. Forholdet mellem volt, ampere, ohm og strøm gjorde det hele så forståeligt.

Den tyske fysiker Georg Ohm offentliggjorde konceptet i 1827 for næsten 200 år siden. Det blev senere anerkendt som Ohms lov og er blevet beskrevet som den vigtigste tidlige kvantitative beskrivelse af elektricitetens fysik.

Fig. 1 er en liste over enkle formler til brug af Ohms lov. Intet kompliceret, bare gode svar på dine spørgsmål. Du behøver ikke at være matematiker for at køre beregningerne. Regnemaskinen på din smartphone håndterer dette let.

P er til effekt i watt, jeg er strøm i ampere, R er modstand i ohm og E er spænding i volt. Løs for nogen af ​​dem, der kender to af de andre parametre.

Ohms lov om strøm
Når jeg ser på en 100 watt pære, tror jeg 120 volt ved ca. 0.8 ampere (0.8333 ampere er mere nøjagtig). Det er 100 watt strøm, der forbruges.

Så hvor mange lys kan der sættes på en afbryder på 15 ampere? Lad os se - 15 ampere kredsløbskapacitet divideret med 0.8333 ampere for hver pære parallelt = 18 lamper. Omvendt er det 18 lamper X 0.8333 ampere pr. Lampe = 14.9994 ampere ... lige ved afbryderens grænse.

Reglen her siger, at du ikke lægger mere end 80% belastning på nogen afbryder til sikring, hvilket er 14 lamper i dette tilfælde. Hold altid noget plads i et kredsløb. Som du ved, bruges afbrydere og sikringer til at beskytte mod brande eller andre dramatiske fejl under kredsløbsproblemer. De bliver upålidelige ved deres nuværende grænse. Du har ikke brug for generende pauseture eller sikringsudbrændinger fra at løbe for tæt på linjen.


Ohms lov
Der er ikke mange plademodulerede AM-sendere på højt niveau længere. Gates BC-1-serien er et eksempel på denne teknologi fra 1950 til 1970. Designet har typisk 2600 volt, der kører RF-effektforstærkerrørene.

Strømforsyninger som det har brug for en "udluftningsmodstand" mellem højspænding og jord for at bringe højspænding ned / udluftning til nul, når senderen er slukket. Dette skal kun ske inden for et sekund eller deromkring. Strømforsyningen kan forblive varm med høj spænding i minutter eller timer, hvis udluftningsmodstanden fejler åben. Det er et alvorligt sikkerhedsproblem for ingeniøren, der arbejder på det, hvis han eller hun undlader at kortslutte højspændingsfilterkondensatoren, før han rører ved nogen del af senderen.

Udluftningen i en Gates BC-1G-sender er R41, en 100,000 ohm / 100 watt trådviklet modstand. Du ser en håndholdt på venstre side af billedet i fig. 2.

Ohms lov fortæller os, at 2600 volt på tværs af modstanden i kvadrat (gange i sig selv) derefter divideret med 100,000 ohm modstand svarer til 67.6 watt strømforsyning, der kræves løbende på en 100 watt modstand. Du ville tro, at sikkerhedsmargenen på 32.4% ville være nok. Denne modstand svigtede typisk efter 10 års brug. Svaret er i den ventilation, som modstanden får til køling. De 67.6 watt i varme skal gå et eller andet sted. Denne sendermodel har noget, men ikke meget, luftstrøm i bunden, hvor modstanden er placeret.

Mit svar var at udskifte modstanden på 100 watt med en modstand på 225 watt, set i midten af ​​billedet. Det gav mere overfladeareal, så det kørte køligere og dermed længere. En 100 watt modstand er $ 15.14 mod $ 18.64 for en 225 watt enhed. Det er kun en forskel på $ 3.50 for en enorm stigning i pålidelighed og sikkerhed. Skruen, der holder den på plads, skal være længere, hvis du foretager denne ændring. Ikke noget særligt.

Ja, der er en meter multiplikator modstandstreng ved siden af ​​modstanden og højspændingskondensatoren. Det prøver højspændingen til PA voltmeteret. Der er akkumuleret snavs på strengens højspændingsende. Det er højspænding, der tiltrækker snavs og kræver hyppig rengøring for at opretholde senderens pålidelighed. Det er vedligeholdelse.

RF-dummy-belastningen i denne sender har seks ikke-induktive modstande på 312 ohm / 200 watt. Senderen ser 52 ohm, fordi modstandene er parallelle. Enkel matematik, 312 ohm divideret med 6 modstande = 52 ohm. Ja, 52 ohm, 51.5 ohm, 70 ohm og andre impedanser var almindelige tidligere, før solid state-sendere tvang standarden til at være 50 ohm mere eller mindre. Rørbaserede sendere vil indstille sig på næsten enhver belastning, mens solid state-sendere er designet til at udføre i 50 ohm belastninger ... og giv mig ikke nogen VSWR!

Ohms lov om spænding

Lad os sige, at vi ved, at 2 ampere strøm går ind i en 100 ohm modstand. Hvad er spændingen over modstanden?Formlen er 2 ampere x 100 ohm modstand = 200 volt. Ud fra det kan vi løse for strøm i modstanden. Det er 200 volt x 2 ampere strøm = 400 watt.

Ohms lov om magt
En Continental 816R-2 FM 20 kW FM-sender kan have 7000 volt på PA-rørets plade med 3.3 ampere strøm trukket. Ohms lov fortæller os, at 7000 volt x 3.3 ampere = 23,100 watt strøm. Det er senderindgang, ikke output. Effekten er underlagt effektforstærkerens effektivitet, som typisk er 75%. Derefter er senderens udgangseffekt 17,325 watt. Det betyder også, at 25% af indgangseffekten går tabt i varme. Det er 23,100 watt inputeffekt x .25 = 5775 watt varme.

Sørg for at kontrollere producentens datablade for nøjagtige numre for hver sendermodel.

Halv styrke?

Halv effekt betyder ikke, at senderens PA-spænding er halv. Hvis det var halvt, ville PA-strømmen være halv og RF-output ville være en fjerdedel. Du kan huske, da lokale klasse 4 (nu klasse C) AM-stationer kørte 1000 watt dag og 250 watt om natten.

En Gates BC-1 sender kan have 2600 PA volt og 0.51 ampere PA strøm i løbet af dagen. Vi kan bestemme effektforstærkerens modstand ved at tage PA-spændingen på 2600 og dividere den med PA-strøm på 0.51 ampere. Svaret er 5098 ohm.

Den samme PA-modstand gælder uanset transmitterens effektniveau. Ved kvart strøm er PA-spændingen 1300 volt. Ohms lov, der bruger de samme 5098 ohm, fortæller os, at PA-strømmen skal være 0.255 ampere. Ja, det fungerede sådan i praksis. Det enkle trick var at forbinde 120 VAC til den primære af transmitterens højspændingstransformator til nattedrift i stedet for 240 VAC om dagen.

Med kvart-effekt læste antenne-amperetælleren halvdelen og signalfeltets intensitet var halvdelen, ikke en fjerdedel. Lad os undersøge dette. Hvis du har en 50 ohm antenne og 1000 watt strøm, hvad er antennestrømmen? Brug Ohms lov til at tage 1000 watt divideret med 50 ohm = 20. kvadratroden af ​​det er 4.47 ampere. Opdel 250 watt ved den samme 50 ohm antennemodstand, og du får 5. Kvadratroden af ​​det er 2.236 ampere, halvdelen af ​​dagen antennestrøm. Det er Ohms lov.

Tænk Ohms lov, når du er på jobbet. Det besvarer dine spørgsmål og giver mening.

Læg en besked 

Message List