Ohms lov svarer på spørsmålene dine

Forståelse av elektronikk og elektronisk feilsøking starter med å kjenne Ohms lov. Dette er ikke vanskelig og kan gjøre arbeidet ditt så mye lettere.

Ohms lov var en konstant følgesvenn i løpet av min lange karriere som radiosendingsingeniør. Forholdene mellom volt, ampere, ohm og kraft gjorde det hele så forståelig.

Den tyske fysikeren Georg Ohm publiserte konseptet i 1827, for snart 200 år siden. Den ble senere anerkjent som Ohms lov og har blitt beskrevet som den viktigste tidlige kvantitative beskrivelsen av elektrisitetsfysikken.

Fig. 1 er en liste over enkle formler for bruk av Ohms lov. Ikke noe komplisert, bare gode svar på spørsmålene dine. Du trenger ikke å være matematiker for å kjøre beregningene. Kalkulatoren på smarttelefonen din takler dette enkelt.

P er for effekt i watt, jeg er strøm i ampere, R er motstand i ohm og E er spenning i volt. Løs for noen av de som kjenner to av de andre parametrene.

Ohms lov om strøm
Når jeg ser på en 100 watt lyspære, tror jeg 120 volt på omtrent 0.8 ampere (0.8333 ampere er mer nøyaktig). Det er 100 watt strøm som forbrukes.

Så hvor mange lys kan settes på en strømbryter på 15 ampere? La oss se - 15 ampere kretskapasitet, delt på 0.8333 ampere for hver pære parallelt = 18 lamper. Omvendt er det 18 lamper X 0.8333 ampere per lampe = 14.9994 ampere ... rett ved strømbryteren.

Regelen her sier at du ikke legger mer enn 80% belastning på noen strømbryter for sikring, som er 14 lamper i dette tilfellet. Ha alltid litt takhøyde i en krets. Som du vet, brukes brytere og sikringer for å beskytte mot brann eller andre dramatiske feil under kretsproblemer. De blir upålitelige ved sin nåværende grense. Du trenger ikke generende pauseturer eller sikringsutbrentheter fra å løpe for nær linjen.


Ohms lov
Det er ikke mange høyt nivå platemodulerte AM-sendere rundt lenger. Gates BC-1-serien er et eksempel på denne teknologien fra 1950 til 1970. Designet har vanligvis 2600 volt som kjører RF-effektforsterkerrørene.

Strømforsyninger som det trenger en "bløder" -motstand mellom høyspenningen og bakken for å bringe høyspenningen ned til / null når senderen er slått av. Dette skulle skje på bare et sekund eller så. Strømforsyningen kan forbli varm med høy spenning i minutter eller timer hvis utluftningsmotstanden ikke åpnes. Det er et alvorlig sikkerhetsproblem for ingeniøren som jobber med det, hvis han eller hun ikke klarer å kortslutte høyspentfilterkondensatoren før du berører en del av senderen.

Lufteapparatet i en Gates BC-1G-sender er R41, en 100,000 ohm / 100 watt trådviklet motstand. Du ser en håndholdt på venstre side av bildet i figur 2.

Ohms lov forteller oss at 2600 volt over motstanden i kvadrat (ganger seg selv) deretter delt med 100,000 ohm motstand tilsvarer 67.6 watt strømforsyning kreves kontinuerlig på en 100 watt motstand. Du skulle tro at 32.4% sikkerhetsmargin ville være nok. Denne motstanden sviktet vanligvis etter 10 års bruk. Svaret er i ventilasjonen motstanden får for kjøling. 67.6 watt i varme må gå et sted. Denne sendermodellen har noe, men ikke mye, luftstrøm på bunnen der motstanden er plassert.

Svaret mitt var å erstatte 100 watt motstanden med en motstand vurdert til 225 watt, sett i midten av bildet. Det ga mer overflate, så det gikk kjøligere, og dermed lenger. En motstand på 100 watt er $ 15.14 mot $ 18.64 for en 225 watt enhet. Det er bare $ 3.50 forskjell for en enorm økning i pålitelighet og sikkerhet. Skruen som holder den på plass, må være lenger hvis du gjør denne modifikasjonen. Ingen stor sak.

Ja, det er en meter multiplikator motstandstreng ved siden av motstanden og høyspenningskondensatoren. Den prøver høyspenningen for PA-voltmeteret. Skitt har akkumulert på høyspenningsenden av strengen. Det er høyspenning som tiltrekker seg smuss, og krever hyppig rengjøring for å opprettholde senderens pålitelighet. Det er vedlikehold.

RF-dummy-belastningen i denne senderen har seks ikke-induktive motstander på 312 ohm / 200 watt. Senderen ser 52 ohm fordi motstandene er parallelle. Enkel matematikk, 312 ohm delt på 6 motstander = 52 ohm. Ja, 52 ohm, 51.5 ohm, 70 ohm og andre impedanser var vanlige tidligere før solid state-sendere tvang standarden til å være 50 ohm mer eller mindre. Rørbaserte sendere vil stille seg inn i nesten hvilken som helst belastning mens solid state-sendere er designet for å utføre 50 ohm-belastninger ... og ikke gi meg ingen VSWR!

Ohms lov om spenning

La oss si at vi vet at 2 ampere strøm går inn i en 100 ohm motstand. Hva er spenningen over motstanden?Formelen er 2 ampere x 100 ohm motstand = 200 volt. Fra det kan vi løse for kraft i motstanden. Det er 200 volt x 2 ampere strøm = 400 watt.

Ohms lov om makt
En Continental 816R-2 FM 20 kW FM-sender kan ha 7000 volt på PA-rørets plate med 3.3 ampere strøm trukket. Ohms lov forteller oss at 7000 volt x 3.3 ampere = 23,100 watt strøm. Det er senderinngang, ikke utgang. Effekten er underlagt effektforsterkerens effektivitet, som vanligvis er 75%. Deretter er sendereffekten 17,325 25 watt. Det betyr også at 23,100% av inngangseffekten går tapt i varme. Det vil si 25 5775 watt inngangseffekt x .XNUMX = XNUMX watt varme.

Sørg for å sjekke produsentens datablad for nøyaktige tall for hver sendermodell.

Halv kraft?

Halv effekt betyr ikke at senderens PA-spenning er halvparten. Hvis det var halvparten, ville PA-strømmen være halvparten og RF-utgangen ville være en fjerdedel. Du husker da lokale klasse 4 (nå klasse C) AM-stasjoner kjørte 1000 watt dag og 250 watt om natten.

En Gates BC-1 sender kan ha 2600 PA volt og 0.51 ampere PA strøm i løpet av dagen. Vi kan bestemme motstanden til effektforsterkeren ved å ta PA-spenningen på 2600 og dele den med PA-strømmen på 0.51 ampere. Svaret er 5098 ohm.

Den samme PA-motstanden gjelder uansett kraftnivået til denne senderen. Ved kvart strøm er PA-spenningen 1300 volt. Ohms lov, som bruker de samme 5098 ohm, forteller oss at PA-strømmen skal være 0.255 ampere. Ja, det fungerte slik i praksis. Det enkle trikset var å koble 120 VAC til den primære av senderenes høyspentstransformator for nattdrift i stedet for 240 VAC om dagen.

Med kvartkraft leste antenneammeteret halvparten og signalfeltintensiteten var halvparten, ikke en fjerdedel. La oss undersøke dette. Hvis du har en 50 ohm antenne og 1000 watt strøm, hva er antennestrømmen? Bruk Ohms lov, ta 1000 watt delt på 50 ohm = 20. Kvadratroten av det er 4.47 ampere. Del 250 watt med den samme 50 ohm antennemotstanden, og du får 5. Kvadratroten av det er 2.236 ampere, halvparten av dagen antennestrøm. Det er Ohms lov.

Tenk Ohms lov når du er på jobben. Det svarer på spørsmålene dine og gir perfekt mening.

Legg igjen en beskjed 

Meldingsliste