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直流电和交流电的欧姆定律

要将空气转化为压缩空气,您需要电力,而电力来自交流电 (AC) 或直流电 (DC) 。要了解电力如何流经压缩机系统,它有助于从基础知识开始。欧姆定律解释了电压、电流和电阻之间的关系。在本文中,我们将详细介绍这些核心概念,以及它们如何应用于为压缩空气供电的交流和直流系统

欧姆定律是什么?

欧姆定律解释了电压、电流和电阻在电路中的相互作用。它指出,只要温度和其他物理条件保持不变,通过导体的电流随着电压而增加,随着电阻而减少。

 

事实:欧姆定律以德国物理学家和数学家 Georg Simon Ohm(1789-1854)命名。

 

电压、电流和电阻

  • 电压 (V)
    电压是推动电流通过电路的电气压力。它以伏特为单位进行测量 (V) 通常被描述为将电力从一个点驱动到另一个点的 " 力量 "。在没有电压的情况下,电荷基本没有移动,就像水在没有压力的情况下不会流过管道一样。
  • 电流 (I)
    电流是电荷的流动,以安培 (A) 为单位测量。它表示在任何给定时刻实际通过电路的电流量。您可以想象,通过软管的水量越大,电流越大,流动的电量就越多。
  • 电阻 (R)
    电阻是材料或电路内电流流动的反作用力。它以欧姆(Ω)为单位测量。电阻越高,电流减速越优异。想象一下,管道中的摩擦或变窄会限制水(在这种情况下是电)的流动。

直流电 (DC) 的欧姆定律是什么?

欧姆定律规定,通过两个点之间的导体的电流与两个点之间的电压成正比。引入比例常数,即阻力,得出描述这种关系的常规数学公式。在直流系统中,欧姆定律被写成:

直流电公式的欧姆定律,V=I*R

其中 I 是通过导体的电流(单位为安培),V 是通过导体测量的电压(单位为伏特),R 是导体的电阻(单位为欧姆)。更具体地说,欧姆定律指出,此关系中的 R 是恒定的,与电流无关。

压缩机电机消耗 15 A 的电流,电阻为 8 Ω。使用欧姆定律:V = I × R
V = 15 A × 8 Ω
V = 120 伏

如果电源低于 120 V,电机可能无法正常运行。此快速检查有助于在电气问题导致停机之前发现它们。

直流电电路图

直流电电路图

下面是一个简单的图表,显示了当前 (I),电压 (V)、和电阻 (R) 在电路中。使用欧姆定律,只要知道另外两个数值,就可以轻松计算出这些数值中的任何一个。

欧姆三角形

直流电电路图

如果您需要快速记住欧姆定律的不同形式,下面的三角形是一个实用的工具。它可帮助您轻松解决电压问题 (V),当前 (I)、 或电阻 (R) ,具体取决于您的值。

如何使用欧姆三角形:
  1. 覆盖未知 : 将手指或手放在您想要找到的变量(V、I 或 R)上。 

  2. 请按照以下步骤操作:
    • V(电压): 如果覆盖 V,则 I 和 R 彼此相邻。 这意味着 V = I \* R。 
    • I(电流): 如果覆盖 I,则 V 高于 R。这意味着 I = V / R。
    • R(电阻): 如果覆盖 R,则 V 高于 I。这意味着 R = V / I。

交流电 (AC) 的欧姆定律是什么?

流经线圈的交流电产生磁通量。这种流动会改变大小和方向,就像电流一样。

当流量变化时,根据感应定律在线圈中产生 EMF(电动力)。此电磁场的作用方向与连接的极电压相反。这种现象被称为自感应

 

交流电路中的自感应导致:

  • 电流和电压之间的相位差

  • 感应电压下降

     

因此,设备对交流电(交流电)的电阻似乎大于在直流电(直流电)电路中测量的电阻。

 

交流电路中的阻抗

阻抗 Z 公式,表观电阻 (Z) 与电阻 (R) 和感应电阻 (X) 的关系

相位移由角度 φ 表示。结合电阻和电抗的阻抗用以下公式表示:

其中:

  • Z = 阻抗(Ω),或与电流的总阻抗

  • R = 电阻,实际分量

  • X = 电抗,电感或电容分量

电抗(X)、电阻(R)、阻抗(Z)与相位差(φ)之间的关系

电抗(X)、电阻(R)、阻抗(Z)与相位差(φ)之间的关系

交流电路中的欧姆定律

交流电公式的欧姆定律,V=I*Z

在交流系统中,欧姆定律被写成:

其中:

  • V = 电压 (V)

  • I = 电流 (A)

  • Z = 阻抗(Ω)

欧姆定律的应用

在日常生活中:使用电话充电器

basic theory illustration mobile charger

欧姆定律帮助我们了解日常电子设备如何安全高效地工作。例如,使用手机充电器。插入时,它会提供设定电压,通常为 5 伏 (V)到您的手机上。电话根据其内部电阻和充电需求消耗一定量的电流。

 

假设您的手机消耗 1 安培 (A) 的电流。
使用欧姆定律:R = V ÷ I

R = 5 V ÷ 1 A

R = 5 Ω

因此,充电电路的电阻为 5 欧姆。

 

本质上,欧姆定律让工程师与技术人员能够设计、排查故障并优化各类系统 —— 即便像为手机供电的微型系统也不例外。

在工业压缩机中:检查电机线圈电流

an illustration about a basic theory article in the atlas copco air wiki

您正在检查 230 伏运行的压缩机电机 (V). 使用万用表测量 10 欧姆(Ω)处的线圈电阻。

 

采用欧姆定律:I = V ÷ R

I = 230 V ÷ 10 Ω 

I = 23 A

因此,电机应消耗 23 安培的电流。

 

这在维护故障排除期间很有用。如果测得的电流明显更高,则可能表明电机线圈损坏或过热,有助于防止进一步故障或低效。

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