Чому закон Ома не працює для пилососів?

37

Я дізнався про закон Ома і перевіряв опір на розетці моїх побутових приладів і розраховував струм.

Наприклад, мій чайник був 22 Ом (10,45 ампер) і захищений запобіжником 13 А.

Це має сенс, і я з цим все гаразд, але тоді я протестував пилосос, чий опір був 7,7 Ом, що дорівнює 29,8 ампера, що, безумовно, повинно підірвати запобіжник 13 А, але це не так. Зараз я протестував два різних пилососи, які мають однакові невеликі показники опору на живих і нейтральних.

Безумовно, це було б прямим коротким, але воно працює добре, чи змінюється опір чи що?

resistance

— Домінік Едвардс
джерело

31

Це великий крок - прийняття закону Ома в постійних схемах і намагання застосувати його в схемах змінного струму. Як у вас складні числа та реакції?

— Енді ака

5

А також рухові ефекти.

— Trevor_G

23

Швидка відповідь: Мотори не просто резистори, вони також мають індуктивні характеристики.

— The Photon

3

Опір дає лише інформацію про постійний струм. Також майте на увазі, що цей опір може залежати від струму. Якщо у вас є ланцюги змінного струму, це залежить від вашого опору, саме там в гру входять конденсатори та індуктивність. Редагувати: Важливо зазначити, що імпеданс також залежить від частоти

— Фелікс Краццолара

9

Добре питання до речі. Відповідь не завжди очевидна, поки ви не працювали з двигунами на електричному рівні!

— Корт Аммон

74

Виміряні вами 7,7 Ом - це опір обмотки двигуна. Але це не єдиний фактор, який визначає його робочий струм.

Ваш пилосос може наблизитись до розрахованої 30А, застосовується миттєва потужність, але як тільки двигун починає обертатися, він генерує напругу, пропорційну швидкості (званій задній ЕМП), яка протистоїть прикладеній напрузі, зменшуючи мережу напруги доступний для приведення струму через обмотки. Зі збільшенням швидкості двигуна струм (а отже, і обертаючий момент, який виробляє двигун) зменшується, і швидкість осідає в тій точці, коли крутний момент, вироблений мотором, відповідає обертаючому моменту, необхідному для приведення навантаження з цією швидкістю.

Запобіжники не продувають миттєво. Але якщо ви заблокували мотор, щоб він не міг обертатися, цей запобіжник не протримався б довго.

— користувач28910
джерело

Іноді у вакуумі випадково потрапляє те, чого він не повинен (наприклад, кидати килими), що заважає кисті (і, мабуть, від звуку, двигуна) не крутитися. Але я ніколи нічого не мав у цій поїздці ...

— Майкл

17

@Michael: Я мав на увазі основний двигун, який приводить у рух вентилятор або крильчатка, яка створює всмоктування. Зазвичай щітка приводиться в рух окремим меншим двигуном. Оскільки з розумом очікується, що періодично заклинить кисть, цей двигун буде розроблений таким чином, щоб переносити цей стан, не тягнучи зайвого струму.

— користувач28910

11

Ах, і тепер я розумію, чому мої світильники миттєво згасають, коли я запускаю пилосос, але вони одужують майже миттєво.

— пухнастий

2

Тож я припускаю, що той факт, що мій пилосос спрацьовує на вимикач, коли я підключаю його до конкретної розетки, означає лише, що розетка вже перевантажена (розподільна плата)?

— ArtOfCode

1

@ MichaelKjörling, тому вони завжди говорять вам не підключати лазерний принтер до ДБЖ! Ви можете (і повинні) підключити його до розетки, захищеної від перенапруг на ДБЖ, але не на стороні живлення. Я гадаю, що якщо у UPS є достатня потужність для роботи з ПК, монітором (ами) та всім іншим, і не здаватись, коли лазер розпалюється, немає реальної причини цього (крім кричучого кривавого вбивства) .

— FreeMan

16

Пилосос не є резистором, і напруга в лінії від розетки не є постійним струмом (постійний струм) . Закон Ома стосується резисторів і постійного струму. Закон Ома не застосовується безпосередньо до вашого двигуна, підключеного до джерела змінного струму .

Для двигунів потрібно вивчити правила змінного струму та індукторів. Вони набагато застосовні до вашої справи.

— JRE
джерело

2

Закон Ома також працює з чисто резистивними (і розжареними) навантаженнями на змінного струму. Ось чому змінного струму є RMS: коли вони перейшли з 110 В постійного струму на 110 В постійного струму, вони вибрали напругу, яка зробила б обігрівачі та лампочки справними. Не мотори очевидно. Неможливо поставити змінного струму на двигун постійного струму.

— Harper - Відновіть Моніку

14

@ Закон Харпера Ома завжди відповідає дійсності, але вам потрібно використовувати імпеданс, коли говорити про змінне , а не лише про опір.

— DerStrom8

8

Знову-таки, тут важливі правила для індукторів та конденсаторів, але важливі для ЕРС із зворотним рухом двигуна (двигун, який виступає генератором і відключає більшу частину прикладеної напруги).

— Брайан Драммонд

> назад ЕМП ... Бінго!

— dannyf

1

@ DerStrom8 Якщо ви приймаєте Закон Ома як визначення опору, то він завжди вірний (за визначенням), але все-таки марний для деяких пристроїв, які мають постійний опір, що постійно змінюється.

— користувач253751

14

"Опір" призначений для ланцюгів постійного струму. Незважаючи на те, що опір все ще відіграє роль змінного струму, існує також інша характеристика для ланцюгів змінного струму під назвою «Реакція», що фактично є лише опором змінного струму. "Реактивність" забезпечується індуктивністю та ємністю та змінюється частотою за такими формулами:

X_{L} = 2 π f L

$X_L = 2\pi f L$

X_{C} = \frac{1}{2 π f C}

$X_C = \frac{1}{2\pi f C}$

де - індуктивна реактивність (в омах), - ємнісна реактивність (в омах), - частота (в герцах), - індуктивність (у Генріса) і - ємність (у Фарада). $X_L$ $X_C$ $f$ $L$ $C$

Разом опір і реактивність (будь то індуктивна чи ємнісна) стають складним числом форми

Z = R \pm j X

$Z = R \pm jX$

де - опір, - уявне число ( $R$ $j$ ), а- реактивність. Отримане комплексне число називається "імпедансом", позначеним буквою, що впливає на поточний малюнок вашого пристрою. Ви можете використовуватизамістьбудь-якому місці закону Ома, і він спрацює, але ви повинні правильно робити математику зі складними числами. Однак це трохи складніше, оскільки, наприклад, двигун набагато більше, ніж просто індуктивність. Самі обмотки мають ємність і опір, тому може бути важко знайти всі необхідні змінні, щоб точно розрахувати струм. $\sqrt{-1}$ $X$ $Z$ $Z$ $R$

— DerStrom8
джерело

6

Реакція не така важлива для двигуна, задній ЕРС.

— Брайан Драммонд

назад ЕРС, безумовно, важливий, але якщо ви намагаєтеся визначити поточний розіграш, тоді ви не можете ігнорувати реактивність.

— DerStrom8

6

"Так чи змінюється опір чи що?"

Коротка відповідь - так ...

Довга відповідь набагато складніше, але я не буду плутати вас із деталями.

У горіховій оболонці ваш пилосос має магнітні котушки. Котушки і особливо мотори - це складні навантаження , а не просто резистивні, як ваш чайник. Ці навантаження особливо чутливі до живлення змінного струму. Це створює "ефективний опір", який набагато більший, ніж опір постійного струму, який ви вимірюєте своїм багатометром.

Так, ви ще не запитували, але коли ви вперше ввімкнете його, початковий сплеск струму може бути ВЕЛИКІ.

Однак ефективний опір дуже швидко зростає в міру запуску мотора. Прилад сконструйований так, що перенапруга дуже коротка, достатньо коротка, що запобіжник не встигає нагрітися і розплавитися.

Хоча в деяких країнах, як і в більшості країн Північної Америки, ви можете помітити, що в той же ланцюг вогні коротко тьмяні, коли ви включаєте "гувер".

Однак, зупиняючи двигун, МОЖУТЬ створити певний струм. Коли ви зачепите вакуум до краю килима, і мотор починає скуголити ... вимкніть його.

— Trevor_G
джерело

Коли ви його ловите ротором ?!

— Григорій Корнблум

5

Двигуни створюють напругу, протилежну джерелу, назад ЕРС. Отже, закон Ома працює, але це не лише опір і напруга джерела в рівнянні.

— Григорій Корнблум
джерело

1

Чому закон Ома не застосовується для пилососів?

$F$ $m$ який трапляється спаяним у ланцюзі, резистор не прискориться $a = F/m$ , так як з'єднання пайки будуть стримувати його) ^† . Або, як ще більш абсурдний приклад, з тієї ж причини закони Асимової робототехніки не працюють для небесних тіл.

Усі закони, безумовно, всі фізичні закони , працюють лише для певної, чітко визначеної обстановки. Закон Ома (у його найпростішому вигляді, який передбачає мультиметр) працює для ідеалізованих резисторів . Так трапляється, що чайник з водою поводиться дуже схоже на ідеалізований резистор, і, очевидно, роблять і резистори, якими ви користуєтесь електронними схемами. ^‡ Але апріорі немає абсолютно жодних підстав вважати, що даний, невідомий компонент повинен підкорятися закону Ома, як і немає причин вважати, що закони Кеплера про рух планети повинні стосуватися вашого чайника з водою.

Лише в деяких випадках, один дізнається, що закон , який працює в протягом деякого фізичного об'єкта виявляється також робота для зовсім інший об'єкт B . Ці випадки - це справді хвилюючі моменти у фізиці, як, наприклад, Ейнштейн запропонував, що інваріантність Лоренца , яка вперше була відома лише як властивість законів електродинаміки Максвелла, також має місце для масивних тіл. Те, що це необґрунтоване передбачення виявилося правдивим, це те, що робить теорію відносності належною фізичною теорією , на відміну від просто деякого закону - як закон Ома, який є лише описом того, що, ну, роблять резистори .

^†_{Ну, на рівні законів Ньютона зробити курсову роботу для резисторів: якщо застосувати силу до цього резистору, це буде дуже короткий час прискорення до паяних з'єднань не застосовувати протидіє силу , тримаючи його назад. Всі сили разом, закон Ньютона є те знову виконується. Аналогічно, навіть пилосос може фактично в узагальненому розумінні виконувати закон Ома, якщо розглядати індуктивність двигуна як додаткові (уявні) імпеданси / реактиви. Ті, які просто не видно на вашому мультиметрі, так само, як паяні з'єднання, що утримують ваш резистор, не видно хлопцеві, який зважив його, перш ніж включити його в ланцюг.}

^‡_{Навіть це не зовсім вірно: насправді опір залежить від температури, на яку також впливає струм; і є більш хитрі ефекти, такі як шум Джонсона . У досить педантичному сенсі резистори таким чином не підкоряються закону Ома!}

— ліворуч
джерело

І, на жаль, неньютонові резистори досить дорогі. :)

— Wossname

Закон Ома працює на все. Це стосується лише резистивної частини. Все має таке. В деяких випадках він ДУЖЕ великий. Дуже. І коли зміни опору змінюються, закон Ома все ще застосовується, але результат змінюється в міру зміни опору.

— Рассел Макмахон

@RussellMcMahon ні, він працює не для всього. Звичайно, ви можете будь-що виміряти деякі пари напруги / струму, виконати просту лінійну підгонку і назвати лінійний коефіцієнт «опір». Це по суті те, що робить пристойний мультиметр. Але загалом результат недостатньо визначений, він буде суттєво залежати від того, як ви обираєте граничні умови вимірювання; тільки для лінійних систем можна фактично вказати процедуру, яка завжди дає послідовні результати, що відповідають резистивній частині .

— Ліворуч близько

... Що стосується нелінійних компонентів, найкраще зробити - це розглянути "локальний закон Ома"

\frac{\partial U}{\partial I} = R

$\frac{∂U}{∂I} = R$ в низькій частоті, але нетривіальні схеми не мають реального рівноважного стану, тому ви ніколи не отримаєте послідовних результатів.

— Ліворуч близько

@leftaroundabout - Будь ласка, подивіться мою відповідь, написану деякий час тому. Я все ще заявляю, що це стосується всього, Але я згоден з тим, що ви говорите, для практичних цілей. Моя думка (див. Відповідь) полягає в тому, що вона по суті працює за визначенням того, що стосується, навіть якщо це може бути не надто корисним. З мого прикладу "опору мосту башти": "... Мабуть, надзвичайно великий, постійно змінюється і не є надто корисною мірою нічого. ... Коли опір об'єкта змінюється, закон Ома все ще застосовується, але результат змінюється як зміни опору ". як ви кажете

— Рассел Макмахон

0

Закон Ома може вважатися точним співвідношенням при роботі з ідеальними резисторами, або наближенням при роботі з неідеальними резисторами або частиною загального набору "законів" при роботі з резисторами плюс "чимось іншим" або з резисторами, які є значною мірою впливає на їхнє оточення.

Закон Ома завжди застосовується до речей, до яких він повинен застосовуватися -
тобто до чистих інваріантних резисторів.

Якщо вона не працює на «річ», то річ не є чистим інваріантним резистором.
Може бути

резистор плюс індуктивність, або
резистор, на який впливає напруга, або
поточний або
електричне поле або
теплові ефекти або
....

У випадку з двигуном пилососа ви "бачите" польовий індуктор, плюс індуктор ротора, плюс опір обох плюс деякий опір проводки. Застосовуваний змінного струму, як правило, більше впливає на індуктивність, ніж на опір.

_________________________

Наступні, очевидно, дурні та педантичні твердження (які насправді можуть бути дурними та педантичними :-)), як і раніше, добре пояснюють загальну ситуацію в реальному світі:

Закон Ома працює на все.
Це стосується лише резистивної частини.
Все має резистивну частину.
В деяких випадках він ДУЖЕ великий. наприклад, Тауерський міст у Лондоні в Англії має опір, який можна виміряти з двох обраних точок на будь-якому кінці. Це, мабуть, надзвичайно велике, постійно змінюється і не є надмірно корисним заходом нічого.
Коли опір об'єкта змінюється, закон Ома все ще застосовується, але результат змінюється в міру зміни опору.

— Рассел Макмахон
джерело

"Все має резистентну частину" Хоча деякі люди дуже важко працюють, щоб знайти способи виготовити матеріали, які, гм, протистоять цьому твердженню ...

— CVn,

-1

Двигун має котушки і, отже, має індуктивність. Індуктивність завжди намагається протиставити причину, що створює її за допомогою ЕМФ. Мотор також має можливість обертання. Отже, двигун обертається в напрямку, який протистоїть зміні магнітного поля або повороту через постійно мінливого змінного струму.

Отже струм змінного струму перешкоджає і задній ЕРС, і поворот двигуна. Таким чином, хоча опір невеликий, перешкоди струмовому потоку є високими. Це є причиною того, що струм, який витягується, дуже високий, коли двигун заклинюється і поки він запускається (спокійно в спокої, отже, немає обертання для блокування змінного струму).

— Вішну Сукумаран
джерело