ПЕРВОАПРЕЛСКАЯ ШУТКА. Ещё раз о законе Ома.

[Саша-Ирпень]

ЕЩЁ РАЗ О ЗАКОНЕ ОМА.

"Незнание законов не освобождает от ответственности".

Привет братанЫ!
Хочу рассказать про своего соседа по гаражу. Он шибко вумный, да ещё и в очках, т. е. - "Очкарик". Так вот, этот Очкарик меня всё время шпинял, что я, мол, даже закона Ома не знаю, а его, мол, ещё в школе учили. В школе может и учили, да только те, кто в школу ходили, а не мимо. И ещё, он говорит, что в интернете, сейчас, всё есть... Согласен, что в тырнете море инфы, да только лохов меньше не становится, а, скорее, даже наоборот. Видимо не всем помогает интернет... Кароче, захожу я так, чисто конкретно, в интернет и читаю, что, мол ток в цепи прямо пропорционален напряжению и обратно... (Рис №1). Каароче, не врубляюсь я в это, хоть стреляйте. Вы мне, по простому скажите, чтоб я понял. Да, пять штук золотых цепей у меня есть, а ток куда подключать? И, если прямо пропорционален, то бывает и криво? Ну, а если обратно, то бывает и туда? Т. е., получается, вроде как: "Криво подключаем ток к золотой цепи и обратно её, но в куда?"
Но, я тоже вам не последний лошара, посидел, принял, потом ещё принял и допёр. Сейчас я всем лохам сам, по простому, этот закон и объясню. Кароче все эти трое подельников связаны друг с другом, как наручниками. И, куда ток пошёл, так туда же и напряга с сопротивлением за ним идут. Потому как, они все в наручниках. Т. е., они все время связаны друг с другом, и друг от друга зависят.
Вот это всё я Очкарику и рассказываю. А он мне: " А что нам даёт знание этого закона?" Ну, тут я ещё принял и сразу мне всё понятно стало. Теперь другим лохам объясняю. Вот берем прямоугольный треугольник. Если я знаю длину двух сторон такого треугольника, то я третью тоже узнать могу. Я вот, крышу двухскатную когда себе делал, то так длину стропил узнавал. Взял я, да и на земле, отмерил ширину, потом высоту, а потом рулеткой длину стропилины меряю. А тут Очкарик подходит и говорит это всё не так нужно делать. Тут он взял калькулятор, на иностранном матюкнулся, (сказал, вроде как тюнгенс - катюнгенс) и сразу мне длину и говорит. Я, потом, всё же, рулеткой перемерил - всё точно совпало. Но, у нас тут гаражей много, а Очкарик один. Поэтому, лучше мы и дальше рулеткой мерять будем. А, про закон Ома, такой
ПЕРВЫЙ ВЫВОД : Знание двух величин, позволяет нам узнать третью величину. Вот и весь твой закон Ома, до копейки.
А Очкарик не унимается. Весь, говорит, да не весь. Вот, например, как узнать сопротивление лампочки? Да здесь, говорю, нам даже закон Ома и не нужен. Взял китайский тестер и померял сопротивление. Тогда даёт он мне лампочку на 4 ватта и даёт тестер, и говорит - меряй. Ну померял я, получилось около 5 ом, а он и говорит: "Если 12 вольт, разделить на твои 5 ом, а потом умножить опять на 12 вольт, то мы получим мощность лампочки 28,8 ватта. (Рис №2). А, у тебя на лампочке что написано? Это, почему в 7 раз больше получается?" Ну, я и спрашиваю - а почему? Может потому, что тестер китайский... Да, нет, потому, отвечает Очкарик, что лампочка - это активная нагрузка! Чё то я не понял. Чё, опять, за базар. Если есть активный, то должен быть и пасивный... Тьфу! Кароче, пошёл я опять в интернет.

[Саша-Ирпень]

Пацаны, оказалось,что всё очень просто. Когда лампочка холодная, то у неё сопротивление маленькое. А если её нагреть хорошенько, то она, с такого перепугу, сразу своё сопротивление и повышает. Поэтому, когда лампочка холодная, то через неё течет большой ток, и она, даже, перегореть может. (А когда горячая, то уже не перегорает, т. к. ток меньше стал). Поэтому, лампочки галогенки, и перегорают, обычно, при включении. Когда эти самые галогенки,ещё в 90-ые годы, только появились, то говорили, что они, практически вечные. Т. к. там где нить лампочки стала тоньше, то сопротивление в этом месте стало больше, и падение напряжения стало больше, а температура, в этом тонком месте, стала выше. Т. е., нить лампочки хочет, в этом месте перегореть, (расплавиться). А тут, как раз, пары галогенов летят и летят, и опять летят на эту высокую температуру, как ночные бабочки, на огонь. И это, тонкое место, заштукатуривают. И, так всё время. И, никак, эта бедная галогенка перегореть не может. А, вот на холодную она - БАЦ!, и перегорает. А, если, ненадолго, (на десятые доли секунды), ограничить ток через лампочку, то её нить нагреется и уже не перегорит. И тогда, разные Кулибины начали придумывать разные схемы, для задержки/уменьшения тока. (И правильно. Если у нас производители тупые, то у нас Кулибины умные). Если посмотреть старые журналы "За рулем", то там схем этих... И, одна схема умнее другой. (См., например, "За рулём" №8 за 92 год, стр. 34. Или, "За рулем" №1 за 93 год, стр. 41).
ВТОРОЙ ВЫВОД : Зная закон Ома мы можем узнать сопротивление активной нагрузки.
А Очкарик тут, ещё одну задачку мне подбрасывает: "А как, при помощи закона Ома, узнать сопротивление массы блока цилиндров?"
Ну, а это, вообще проще пареной репы. Масса блока - это ведь не лампочка. Берём тестер, заводим мотор и меряем. Сказано - сделано. Померял - получил 14 ом. Тогда Очкарик выключает зажигание и говорит - меряй опять. Меряю и получаю 0,6 ома. Тут я уже, сам афигеваю - а почему так? Тогда Очкарик мне и говорит - при измерении сопротивления ток в цепи протекать не должен. И, дальше говорит - а теперь замкни вместе щупы омметра. Соединил - вижу теже 0,6 ома. Каароче, я, не поонял.А, почему не ноль? Ноль, куда дели? Это не по понятиям... А Очкарик мне - это сопротивление на щупах и переключателе прибора. И говорит - это измерение не точное, точнее будет не сопротивление мерять, а напряжение, при прокрутке стартером. Ну, тут я уже и сам вумный. Уже ведь знаю, что сопротивление с напряжением в одних наручниках. Но, почему же точнее? И пошёл я тогда, опять,к синему морю, т. е. в интернет.
Оказалось, что всё совсем просто. Если представить себе, что сопротивление - это гипотенуза прямоугольного треугольника, а напряжение - это меньший катет, то сразу понятно, что изменение длины маленького катета намного лучше видно, чем мааааленькое изменение длины гипотенузы. Поэтому и точнее будет мерять то, что лучше видно, тогда точнее будет. (Т. е. "ловить микроны", или десятые доли ома, многократно сложнее, (да ещё и понадобится точный измерительный мост, да ещё и от усилия прижима щупа будет зависеть), чем вольтметром измерять десятые доли вольта. Ведь вольтметры бывают и на 1, и на 2 вольта. И на шкале, у такого вольтметра будут деления на десятые доли вольта и даже ещё меньше. А, вы на омметре, хоть когда нибудь, десятые доли ома видели? (Если увидите, то сообщите мне, пожалста). Да и мерять мы будем в рабочем режиме - при максимальной нагрузке. Вольты, даже, и в омы переводить не нужно. Достаточно, эмпирически определить, что 0,5 в - это хорошо, а 0,9 в - это максимально допустимый предел. Поэтому то, измерять сопротивление, или напряжение, это по точности показаний будет, как говорят в Одессе "две большие разницы".
ТРЕТИЙ ВЫВОД : Используя закон Ома, можна определять качество силовых масс блока цилиндров, (т. е. измерять очень маленькие сопротивления).

[Саша-Ирпень]

А Очкарик, опять, подбрасывает мне новую задачу - как, применив закон Ома, измерить ток, потребляемый стартёром, при заводке авто. А чё тут долго думать, отвечаю, амперметр подключается в разрыв провода, разрезаем массу, в разрыв подключаем амперметр и ... И тут, я уже и сам сообразил, что сморозил глупость... А Очкарик мне - амперметр должен быть ампер на 300, а внутри у него должна быть подковка, ну типа полвитка, вместо катушки. А подковок на такую величину тока не бывает... Да и резать ничего нельзя, как, потом, соединять будем? А тут я и кричу: "Понял, не дурак. Дурак бы не понял... Нужно измерять напряжение". И, тут же, бегом в интернет. Оказывается, ещё в советское время, промышленость, для измерения тока выпускала стандартные стрелочные измерительные приборы, (миливольтметры на 75 мв). А, уже для этих приборов выпускалась целая линейка стандартных измерительных шунтов - на 50, 100, 200, 300,500 ампер и т. д. Т. е. подключаем такой шунт, а к нему миливольтметр. И , все дела. Конечно, сейчас уже появились токовые клещи, компьютеры... Но, для лучшего понимания закона Ома, неплохо, хотя бы один раз, увидеть и такой аналоговый амперметр.
А тут, Очкарик сразу и показал мне, как выглядит эпюра тока при включении лампочки на 21 ватт, снятая при помощи токовых клещей. (Рис №3 и Рис №4). На первом рисунке мы видим две линии: жёлтая - это ток, а красная - это напряжение. Когда обе линии пошли вверх, это значит, что лампочку включили.Сначала жёлтая линия высоко вверх подскочила, т. е. ток большой, потому как лампочка ещё холодная. Но, нить лампочки очень быстро начинает прогреваться, а ток, соответственно, уменьшается. И когда жёлтая линия стала горизонтальной, то это значит, что лампочка уже прогрелась. На левом верхнем прямоугольнике, (индикаторе значения), мы видим ток, протекающий через лампочку, а именно 12,85 ампера. (Смотреть нужно нижнее значение). А, на правом индикаторе значения видим напряжение на лампочке.(10,7 вольта). А ещё, на осциллографе есть специальный маркер - куда его поставить, в той он точке и будут показаны все значения. На рис №3 маркер стоит в точке момента включения лампочки. А теперь, посчитаем мощность, которую в этой точке потребляет лампочка. Для этого нужно ток, умножить на напряжение. (P=I*U). (Рис №2). Т. е. 12,85*10,7=137,5 ватта! Получается, что лампочка мощностью 21 ватт, в холодном состоянии, потребляет , (правда очень кратковременно, почему и не успевает перегореть), мощность 137 ватт! (Т. е. в 6,5 раз больше). На скрине хорошо видно, что эпюра тока имеет форму пика, который очень быстро, (буквально за 10-15 милисекунд), уменьшается до безопасного значения.
На четвёртом рисунке всё тоже самое, только маркер стоит в точке уже прогретой лампочки. Соответсвенно, он показывает уже немного другие величины тока и напряжения. (1,7 ампера и 12,6 вольта). Теперь посчитаем мощность: 1,7*12,6=21,4 ватта. (Вот теперь всё сходится).
Хочу обратить внимание на ещё один момент - величина напряжения на рис №3 и рис №4 немного отличается. (10,7 и 12,6 вольта). Так происходит потому, что при большом токе, часть нпряжения теряется на проводах. (Т. е. 12,6-10,7=1,9 вольта). Таким образом, при пиковом токе, происходит просадка напряжения, (почти 2 вольта), на подводящих проводах.
ЧЕТВЁРТЫЙ ВЫВОД : Знание закона Ома позволяет измерить большие токи в цепи, фактически, измеряя падение напряжения на калиброванном шунте.

[Саша-Ирпень]

Измеряя падение напряжения на калиброванном сопротивлении, можно, также, увидеть эпюру тока на осциллографе. Так, на автомобиле можно увидеть эпюру тока катушки зажигания, или тока форсунки. (http://alflash.com.ua/Learn/oscilw.pdf (Рис №5). http://alflash.com.ua/).
СУММАРНЫЕ ВЫВОДЫ: 1).ЗНАНИЕ ЗАКОНА ОМА, (I=U\R), ПОЗВОЛЯЕТ: ЗНАЯ ДВЕ ВЕЛИЧИНЫ ИЗ ТРЁХ, (а именно ток, напряжение и сопротивление), УЗНАТЬ ТРЕТЬЮ; 2). ПОЗВОЛЯЕТ УЗНАТЬ СОПРОТИВЛЕНИЕ АКТИВНОЙ НАГРУЗКИ; 3).УЗНАТЬ ТОЧНУЮ ВЕЛИЧИНУ СОПРОТИВЛЕНИЯ, ИЗМЕРЯЯЯ НАПРЯЖЕНИЕ; 4). УЗНАТЬ ВЕЛИЧИНУ ТОКА, ИЗМЕРЯЯ НАПРЯЖЕНИЕ И УВИДЕТЬ ЭПЮРУ ТОКА НА ОСЦИЛЛОГРАФЕ.
Но, я думаю, что этот перечень можно продолжить. Пацаны, а как вы думаете?
P.S. (Самая наглядная формулировка закона Ома показана на рис. №6).

[kontakt2000]

Полностью согласен (с первым вложением).К томуж же датчики тока на базе эффекта Холла критичны к эл.магнитным излучениям.

[uncle_sem]

каждой задаче - свое решение. иногда можно поставить последовательно токоизмерительный резистор, иногда проще и разумнее токовые клещи.
как пример - дизельные свечи накала. чтобы поставить резисторы - это в любом случае куча ненужных действий, а клещами с датчиком холла можно за одно измерение сказать сколько свечей не работает, и еще за пару-тройку найти эти свечи.
а с резисторами - ситуация та же что и с датчиками первого цилиндра. был у меня давно стробоскоп, который требовал подключения непосредственно к высокому напряжению. заглуши, сними провод, подключи, заведи. потом еще смотри чтобы не получить этим неизолированным высоким. и новые технологии - прищепка. быстро, удобно, безопасно.
токоизмерительные резисторы - они удобны в стационарных устройствах. или в тех же ЭБУ. то есть там, где всё всегда подключено и никогда не меняется. а если нам нужно оперативно измерять несколько параметров в нескольких местах - наоборот, рулят датчики холла, либо другие - накладные и быстросьемные. а для борьбы с помехами - тоже есть методы...