Ohm's Law beantwoordt uw vragen

Het begrijpen van elektronica en het oplossen van elektronische problemen begint met het kennen van de wet van Ohm. Dit is niet moeilijk en kan uw werk zo veel gemakkelijker maken.

De wet van Ohm was een constante metgezel gedurende mijn lange carrière als radio-omroepingenieur. De relaties tussen volt, ampère, ohm en vermogen maakten het allemaal zo begrijpelijk.

De Duitse natuurkundige Georg Ohm publiceerde het concept in 1827, bijna 200 jaar geleden. Het werd later erkend als de wet van Ohm en is beschreven als de belangrijkste vroege kwantitatieve beschrijving van de fysica van elektriciteit.

Fig. 1 is een lijst met eenvoudige formules voor het gebruik van de wet van Ohm. Niets ingewikkelds, alleen goede antwoorden op uw vragen. U hoeft geen wiskundige te zijn om de berekeningen uit te voeren. De rekenmachine op uw smartphone kan dit gemakkelijk aan.

P is voor vermogen in watt, I is stroom in ampère, R is weerstand in ohm en E is spanning in volt. Los op voor een van degenen die twee van de andere parameters kennen.

Ohm's wet op stroom
Als ik naar een 100 watt gloeilamp kijk, denk ik 120 volt bij ongeveer 0.8 ampère (0.8333 ampère is nauwkeuriger). Dat is 100 watt aan stroom die wordt verbruikt.

Dus hoeveel lampen kunnen er op een stroomonderbreker van 15 ampère worden geplaatst? Laten we eens kijken - circuitcapaciteit van 15 ampère, gedeeld door 0.8333 ampère voor elke parallel geschakelde lamp = 18 lampen. Omgekeerd zijn het 18 lampen X 0.8333 ampère per lamp = 14.9994 ampère… precies aan de limiet van de stroomonderbreker.

De regel hier zegt dat je niet meer dan 80% belasting op een stroomonderbreker voor zekering zet, wat in dit geval 14 lampen zijn. Houd altijd wat hoofdruimte in een circuit. Zoals u weet, worden stroomonderbrekers en zekeringen gebruikt om te beschermen tegen brand of andere dramatische storingen tijdens circuitproblemen. Ze worden onbetrouwbaar op hun huidige limiet. Je hebt geen hinderlijke onderbrekingen of doorbranden nodig als je te dicht bij de lijn loopt.


De wet van Ohm
Er zijn niet veel high-level plaatgemoduleerde AM-zenders meer in de buurt. De Gates BC-1-serie is een voorbeeld van deze technologie uit de jaren 1950 tot 1970. Het ontwerp heeft typisch 2600 volt die de HF-eindversterkerbuizen gebruikt.

Zulke voedingen hebben een "ontluchtingsweerstand" nodig tussen de hoge spanning en de aarde om de hoge spanning naar nul te brengen / af te laten wanneer de zender is uitgeschakeld. Dit zou binnen een seconde of zo moeten gebeuren. De voeding kan minuten of uren warm blijven met hoogspanning als de ontluchtingsweerstand niet opengaat. Dat is een ernstig veiligheidsprobleem voor de technicus die eraan werkt, als hij of zij er niet in slaagt de hoogspanningsfiltercondensator kort te sluiten voordat hij een deel van de zender aanraakt.

De ontluchter in een Gates BC-1G-zender is R41, een draadgewonden weerstand van 100,000 ohm / 100 watt. Je ziet een handheld aan de linkerkant van de foto in Fig.2.

De wet van Ohm vertelt ons dat 2600 volt over de weerstand in het kwadraat (maal zelf) en vervolgens gedeeld door 100,000 ohm weerstand gelijk is aan 67.6 watt vermogensdissipatie vereist op een continue basis op een 100 watt weerstand. Je zou denken dat de veiligheidsmarge van 32.4% voldoende zou zijn. Deze weerstand faalde doorgaans na 10 jaar gebruik. Het antwoord zit hem in de ventilatie die de weerstand krijgt voor koeling. De 67.6 watt aan warmte moet ergens heen. Dit zendermodel heeft wat, maar niet veel, luchtstroom aan de onderkant waar de weerstand zich bevindt.

Mijn antwoord was om de weerstand van 100 watt te vervangen door een weerstand van 225 watt, zoals te zien in het midden van de foto. Het gaf meer oppervlakte zodat het koeler bleef, dus langer. Een weerstand van 100 watt is $ 15.14 versus $ 18.64 voor een eenheid van 225 watt. Het is slechts een verschil van $ 3.50 voor een enorme toename in betrouwbaarheid en veiligheid. De schroef die het op zijn plaats houdt, moet langer zijn als u deze wijziging uitvoert. Geen probleem.

Ja, naast de weerstand en de hoogspanningscondensator bevindt zich een weerstandstring met een metervermenigvuldiger. Het bemonstert de hoogspanning voor de PA-voltmeter. Er heeft zich vuil opgehoopt op het hoogspanningsuiteinde van de snaar. Het is een hoge spanning die vuil aantrekt en regelmatig moet worden gereinigd om de betrouwbaarheid van de zender te behouden. Het is onderhoud.

De RF-dummy load in deze zender heeft zes niet-inductieve weerstanden van 312 ohm / 200 watt. De zender ziet de 52 ohm omdat de weerstanden parallel staan. Eenvoudige wiskunde, 312 ohm gedeeld door 6 weerstanden = 52 ohm. Ja, 52 ohm, 51.5 ohm, 70 ohm en andere impedanties waren in het verleden gebruikelijk voordat solid-state zenders de standaard min of meer dwongen om 50 ohm te zijn. Op buizen gebaseerde zenders stemmen af ​​op bijna elke belasting, terwijl solid-state zenders zijn ontworpen om te presteren in belastingen van 50 ohm ... en geef me geen VSWR!

Ohm's wet op spanning

Laten we zeggen dat we weten dat er 2 ampère stroom in een weerstand van 100 ohm gaat. Wat is de spanning over de weerstand?De formule is 2 ampère x 100 ohm weerstand = 200 volt. Daaruit kunnen we het vermogen in de weerstand oplossen. Het is 200 volt x 2 ampère stroom = 400 watt.

Ohm's machtswet
Een Continental 816R-2 FM 20 kW FM-zender heeft mogelijk 7000 volt op de plaat van de PA-buis met een stroomopname van 3.3 ampère. De wet van Ohm vertelt ons dat 7000 volt x 3.3 ampère = 23,100 watt vermogen. Dat is het ingangsvermogen van de zender, niet de uitgang. Het uitgangsvermogen is afhankelijk van de efficiëntie van de eindversterker, die doorgaans 75% is. Het uitgangsvermogen van de zender is dan 17,325 watt. Dat betekent ook dat 25% van het ingangsvermogen aan warmte verloren gaat. Dat is 23,100 watt ingangsvermogen x .25 = 5775 watt warmte.

Zorg ervoor dat u de gegevensbladen van de fabrikant raadpleegt voor de exacte nummers voor elk zendermodel.

Half vermogen?

Half vermogen betekent niet dat de PA-spanning van de zender de helft is. Als het de helft was, dan zou de PA-stroom de helft zijn en zou de RF-output een kwart zijn. U herinnert zich nog dat lokale AM-stations van klasse 4 (nu klasse C) 1000 watt overdag en 250 watt 's nachts werkten.

Een Gates BC-1-zender kan overdag 2600 PA volt en 0.51 ampère PA-stroom hebben. We kunnen de weerstand van de eindversterker bepalen door de PA-spanning van 2600 te nemen en deze te delen door een PA-stroom van 0.51 ampère. Het antwoord is 5098 ohm.

Diezelfde PA-weerstand is van toepassing ongeacht het vermogensniveau van deze zender. Bij kwart vermogen is de PA-spanning 1300 volt. De wet van Ohm, die dezelfde 5098 ohm gebruikt, vertelt ons dat de PA-stroom 0.255 ampère moet zijn. Ja, zo werkte het in de praktijk. De simpele truc was om 120 VAC aan te sluiten op de primaire van de hoogspanningstransformator van de zender voor nachtbedrijf in plaats van 240 VAC overdag.

Met kwart vermogen, las de antenne-ampèremeter de helft en de signaalveldintensiteit was de helft, niet een kwart. Laten we dit eens onderzoeken. Als je een antenne van 50 ohm en een vermogen van 1000 watt hebt, wat is dan de antennestroom? Gebruik de wet van Ohm en neem 1000 watt gedeeld door 50 ohm = 20. De vierkantswortel daarvan is 4.47 ampère. Verdeel 250 watt door dezelfde 50 ohm antenneweerstand en je krijgt 5. De vierkantswortel daarvan is 2.236 ampère, de helft van de dag antennestroom. Het is de wet van Ohm.

Denk aan de wet van Ohm als je aan het werk bent. Het beantwoordt uw vragen en is volkomen logisch.

Laat een bericht achter 

Message List