Почему закон Ома не работает для пылесосов?

Я узнал о законе Ома и испытал сопротивление через штепсель моей бытовой техники и вычислил ток.

Например, мой чайник составлял 22 Ом (10,45 ампер) и был защищен предохранителем 13 A.

Это имеет смысл, и я в порядке, но тогда я проверил пылесос, который имел сопротивление 7,7 Ом, что соответствует 29,8 амперам, которые наверняка должны взорвать предохранитель 13 A, но это не так. Сейчас я проверил два разных пылесоса, которые имеют такое же небольшое сопротивление, что и живое и нейтральное.

Конечно, это было бы прямым коротким, но он отлично работает, так как меняется сопротивление или что?

37 голосов | спросил Dominic Edwards 24 MarpmFri, 24 Mar 2017 19:40:08 +03002017-03-24T19:40:08+03:0007 2017, 19:40:08

8 ответов


74

7,7 Ом, которые вы измерили, - это сопротивление обмотки двигателя. Но это не единственный фактор, определяющий его рабочий ток.

Ваш пылесос может приблизиться к рассчитанному 30А, когда применяется мгновенная мощность, но как только двигатель начнет вращаться, он генерирует напряжение, пропорциональное скорости (называемое эдс), которое противостоит приложенному напряжению, уменьшая сетевое напряжение, доступное для пропускания тока через обмотки. По мере увеличения скорости двигателя ток (и, следовательно, крутящий момент, создаваемый двигателем) уменьшается, и скорость оседает в точке, где крутящий момент, создаваемый двигателем, соответствует крутящему моменту, требуемому для привода нагрузки с этой скоростью.

Предохранители не срабатывают мгновенно. Но если вы должны были заблокировать двигатель, чтобы он не мог вращаться, этот предохранитель длится недолго.

ответил user28910 24 MarpmFri, 24 Mar 2017 21:09:50 +03002017-03-24T21:09:50+03:0009 2017, 21:09:50
16

Пылесос не является резистором, а линейное напряжение от розетки не DC (Direct Current) . Закон Ома применяется к резисторам и постоянному току. Закон Ома прямо не применяется к вашему двигателю, подключенному к источнику AC (Alternating Current) .

Для двигателей вам необходимо изучить правила для переменного тока и индуктивности. Они гораздо более применимы к вашему делу.

ответил JRE 24 MarpmFri, 24 Mar 2017 19:54:30 +03002017-03-24T19:54:30+03:0007 2017, 19:54:30
14

«Сопротивление» - для цепей постоянного тока. В то время как сопротивление все еще играет роль в переменном токе, существует еще одна характеристика для цепей переменного тока, называемых «Реакция», которая является фактически просто сопротивлением переменному току. «Реакция» обеспечивается индуктивностью и емкостью и изменяется с частотой в соответствии с следующими формулами:

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

где \ $ X_L \ $ - индуктивное сопротивление (в омах), \ $ X_C \ $ - емкостное реактивное сопротивление (в омах), \ $ f \ $ - частота (в герцах), \ L L $ - индуктивность ( в Хенрисе) и \ $ C \ $ - емкость (в Фарадах).

Вместе сопротивление и реактивное сопротивление (будь то индуктивные или емкостные) становятся комплексным числом формы

$$ Z = R \ pm jX $$

где \ $ R \ $ - сопротивление, \ $ j \ $ - мнимое число (\ $ \ sqrt {-1} \ $), а \ $ X \ $ - реактивное сопротивление. Полученное комплексное число называется «полным сопротивлением», обозначаемым буквой \ $ Z \ $, которая влияет на текущий нисходящий поток вашего устройства. Вы можете использовать \ $ Z \ $ вместо \ $ R \ $ в любом месте закона Ома, и это сработает, но вы должны правильно выполнить математику с комплексными числами. Это немного сложнее, потому что, например, для двигателя гораздо больше, чем просто индуктивности. У самих обмоток есть емкость и сопротивление, поэтому может быть трудно найти все необходимые переменные, чтобы точно рассчитать ток.

ответил DerStrom8 24 MarpmFri, 24 Mar 2017 20:41:25 +03002017-03-24T20:41:25+03:0008 2017, 20:41:25
6

«Так меняется сопротивление или что?»

Короткий ответ - да ...

Длинный ответ намного сложнее, но я не буду путать вас с деталями.

В ореховой оболочке ваш пылесос имеет магнитные катушки. Катушки и особенно двигатели сложные нагрузки , а не просто резистивные, как ваш чайник. Эти нагрузки особенно чувствительны к мощности переменного тока. Это дает «эффективное сопротивление», которое МНОГО, БОЛЬШЕ больше, чем сопротивление постоянного тока, которое вы измеряете с помощью вашего мультиметра.

И да, вы еще не спросили, но когда вы впервые включите его, начальный импульс тока может быть БОЛЬШИМ.

Однако эффективное сопротивление очень быстро возрастает по мере запуска двигателя. Устройство сконструировано таким образом, что всплеск очень короткий, достаточно короткий, чтобы плавкий предохранитель не успевал нагреться и расплавиться.

Хотя в некоторых странах, как и в большинстве стран Северной Америки, вы можете заметить, что огни на одной и той же схеме немного тускнеют, когда вы включаете «пылесос».

Запирание двигателя CAN, однако, создайте некоторые мускулистые токи. Когда вы поймаете край этого ковра с помощью вакуума, и мотор начинает ныть ... выключите его.

ответил Trevor_G 24 MarpmFri, 24 Mar 2017 20:15:26 +03002017-03-24T20:15:26+03:0008 2017, 20:15:26
5

Двигатели создают напряжение, противоположное источнику, Back EMF. Так закон Ома работает, но это не просто сопротивление и напряжение источника в уравнении.

ответил Gregory Kornblum 24 MarpmFri, 24 Mar 2017 20:06:01 +03002017-03-24T20:06:01+03:0008 2017, 20:06:01
1
  

Почему закон Ома не действует для пылесосов?

Это не работает по той же причине, что законы Ньютона не работают для резисторов (если вы применяете силу \ $ F \ $ к резистору массы \ $ m \ $, который, случается, паяется в цепь , резистор будет не ускоряться с \ $ a = F /m \ $, так как паяные соединения будут удерживать его) â € . Или, как еще более абсурдный пример, по той же причине законы Азимова о робототехнике не работа для небесных тел.

Все законы, безусловно, все физические законы работают только для определенной, четко определенной настройки. Закон Ома (в его простейшей форме, что предполагает мультиметр) работает для идеализированных резисторов . Так получилось, что чайник для воды ведет себя очень похоже на идеализированный резистор, и, очевидно, резисторы, которые вы используете в электронных схемах, также выполняются. â € Но априори, нет абсолютно никаких оснований думать, неизвестный компонент должен подчиняться закону Ома, так как нет оснований предполагать, что законы планетарного движения Кеплера должны удерживаться для вашего чайника.

Только в нескольких случаях выясняется, что закон, который работает для какого-либо физического объекта A , оказывается также для совершенно другого объекта B . Эти случаи - действительно интересные моменты в физике, например, когда Эйнштейн предложил лоренц-инвариантность , которая была впервые известная только как свойство законов электродинамики Максвелла, справедливо и для массивных тел. То, что это необоснованное предсказание оказалось верным, - это то, что делает теорию относительности правильной физической теорией , а не только какой-то закон - как закон Ома, который является просто описание того, что, ну, резисторы делают.


â € Ну, на уровне законов Ньютона do , конечно, работают на резисторы: если вы применяете силу к этому резистору, то будет очень быстро ускоряться до тех пор, пока паяные соединения не примут противодействие, удерживая его назад. Все силы вместе, закон Ньютона есть , затем снова выполняется. Точно так же даже пылесос может фактически в обобщенном смысле соответствовать закону Ома, если вы считаете индуктивность двигателя дополнительными (мнимыми) сопротивлениями /реакциями. Они просто не видны вашему мультиметру, подобно тому, как паяные соединения, удерживающие ваш резистор, не видны парню, который взвешивал его, прежде чем вы включили его в схему.

â € ¡ Даже это не совсем верно, хотя: на самом деле сопротивление зависит от температуры, на которую также влияет ток; и есть более сложные эффекты, такие как шум Джонсона . В достаточно педантичном смысле резисторы, таким образом, not подчиняются закону Ома!

ответил leftaroundabout 25 MarpmSat, 25 Mar 2017 23:12:56 +03002017-03-25T23:12:56+03:0011 2017, 23:12:56
0

Закон Ома может рассматриваться как точная зависимость при работе с идеальными резисторами или приближение при работе с неидеальными резисторами или частью общего набора «законов» при работе с резисторами плюс «что-то еще» или с резисторов, которые в какой-то мере существенно влияют на их среду.

Закон Ома всегда относится к тем вещам, к которым он должен обратиться -

т.е. к чистым инвариантным резисторам.

Если это не работает для «вещи», то вещь не является чистым инвариантным резистором.
Это может быть

  • резистор плюс индуктивность или
  • резистор, на который воздействует напряжение, или
  • текущий или
  • электрическое поле или
  • тепловые эффекты или
  • ....

В случае двигателя пылесоса вы «видите» индуктор поля плюс индуктор ротора плюс сопротивление обоих и некоторое сопротивление проводки. Приложенная АС, как правило, больше подвержена влиянию индуктивности, чем сопротивлению.

_________________________

Следующие явно глупые и педантичные высказывания (которые на самом деле могут быть глупыми и педантичными :-)), все еще могут объяснить общую ситуацию в реальном мире:

  • Закон о Ом работает на все.
  • Это относится только к резистивной части.
  • У всех есть резистивная часть.
  • В некоторых случаях ОЧЕНЬ большой. например, Tower Bridge в Лондоне. У Англии есть сопротивление, которое можно измерить из двух выбранных точек с обоих концов. Он, вероятно, очень большой, постоянно меняется и не является слишком полезной мерой.

  • Когда сопротивление объекта изменяет закон Ом, все еще действует, но результат изменяется по мере изменения сопротивления.

ответил Russell McMahon 27 MaramMon, 27 Mar 2017 08:57:48 +03002017-03-27T08:57:48+03:0008 2017, 08:57:48
-1

Двигатель имеет катушки и, следовательно, обладает индуктивностью. Индуктивность всегда пытается противостоять причине, вызвавшей ее обратной ЭДС. Мотор также имеет возможность вращаться. Следовательно, двигатель поворачивается в направлении, которое противодействует изменению магнитного поля или искажается из-за постоянно меняющегося переменного тока.

Следовательно, ток переменного тока затруднен как обратной э. д. с., так и поворотом двигателя. Таким образом, хотя сопротивление невелико, препятствие потоку тока велико. Это является причиной того, что текущий ток очень высок, когда двигатель заклинило и во время его запуска (в состоянии покоя, следовательно, нет вращения для блокировки изменения тока).

ответил Vishnu Sukumaran 24 MarpmFri, 24 Mar 2017 21:07:24 +03002017-03-24T21:07:24+03:0009 2017, 21:07:24

Похожие вопросы

Популярные теги

security × 330linux × 316macos × 2827 × 268performance × 244command-line × 241sql-server × 235joomla-3.x × 222java × 189c++ × 186windows × 180cisco × 168bash × 158c# × 142gmail × 139arduino-uno × 139javascript × 134ssh × 133seo × 132mysql × 132