O progresso não pára. O desempenho do computador está crescendo rapidamente. E à medida que a produtividade aumenta, o consumo de energia também aumenta. Se antes quase nenhuma atenção era dada à fonte de alimentação, agora, depois que a nVidia anunciou a fonte de alimentação recomendada para suas soluções top de 480 W, tudo mudou um pouco. Sim, e os processadores consomem cada vez mais, e se tudo isso estiver com overclock adequado...
Há muito que aceito a atualização anual do processador, placa-mãe, memória e vídeo como inevitável. Mas, por alguma razão, atualizar a fonte de alimentação me deixa muito nervoso. Se o hardware progredir dramaticamente, praticamente não haverá mudanças fundamentais nos circuitos da fonte de alimentação. Bem, um trans maior, fios mais grossos nas bobinas, conjuntos de diodos mais potentes, capacitores... É realmente impossível comprar uma fonte de alimentação mais potente, por assim dizer, para crescimento, e viver em paz por pelo menos alguns anos . Sem pensar em algo relativamente simples como uma fonte de alimentação de alta qualidade.
Pareceria mais simples, compre a fonte de alimentação com a maior potência possível e desfrute de uma vida tranquila. Mas não estava lá. Por alguma razão, todos os funcionários de empresas de informática têm certeza de que uma fonte de alimentação de 250 watts será mais que suficiente para você. E, o que mais me enfurece, eles começam a dar sermões peremptórios e a provar infundadamente que estão certos. Então você percebe razoavelmente que sabe o que quer e está pronto para pagar por isso, e precisa obter rapidamente o que está pedindo e obter um lucro legítimo, e não irritar um estranho com sua persuasão sem sentido e sem suporte. Mas este é apenas o primeiro obstáculo. Vá em frente.
Digamos que você encontre uma fonte de alimentação poderosa e veja, por exemplo, esta entrada na lista de preços
- Power Man PRO HPC 420W – 59 ue
- Power Man PRO HPC 520W – 123 ue
Com uma diferença de 100 watts, o preço dobrou. E se você pegar com reserva, precisará de 650 ou mais. Quanto isso custa? E isso não é tudo!
A grande maioria das fontes de alimentação modernas usa o chip SG6105. E seu circuito de comutação tem uma característica muito desagradável - ele não estabiliza as tensões de 5 e 12 volts, e o valor médio dessas duas tensões, obtido de um divisor de resistor, é fornecido à sua entrada. E estabiliza esse valor médio. Devido a esse recurso, ocorre frequentemente um fenômeno denominado “desequilíbrio de tensão”. Anteriormente usávamos microcircuitos TL494, MB3759, KA7500. Eles têm o mesmo recurso. Deixe-me citar o artigo Sr. .
"...O desequilíbrio de tensão ocorre devido à distribuição desigual da carga nos barramentos de +12 e +5 Volts. Por exemplo, o processador é alimentado pelo barramento de +5V e o disco rígido e a unidade de CD ficam pendurados no barramento de +12 . A carga em +5V é muitas vezes maior que a carga em +12V. O microcircuito falha e +5V aumenta, mas +12 aumenta ainda mais - há menos carga.
Em muitas placas-mãe modernas, o processador é alimentado por 12 volts, então ocorre a inclinação reversa, 12 volts diminuem e 5 volts aumentam.
E se no modo nominal o computador funcionar normalmente, durante o overclock a energia consumida pelo processador aumenta, a inclinação aumenta, a tensão diminui, a proteção de subtensão da fonte de alimentação é acionada e o computador desliga. Se não houver desligamento, a tensão reduzida ainda não contribui para uma boa aceleração.
Então, por exemplo, aconteceu comigo. Eu até escrevi uma nota sobre esse assunto - “Lâmpada de overclocker”. Então eu tinha duas fontes de alimentação funcionando na minha unidade de sistema - Samsung 250 W, Power Master 350 W. E ingenuamente acreditei que 600 watts eram mais que suficientes. Pode ser suficiente, mas a inclinação torna todos esses watts inúteis. Sem saber, aumentei esse efeito conectando a placa-mãe do Power Master e o parafuso, unidades de disco, etc. Ou seja, descobriu-se que basicamente 5 volts são retirados de uma fonte de alimentação e 12 da outra. E as outras linhas estão “no ar”, o que intensificou o efeito de “inclinação”.
Depois disso, comprei uma fonte de alimentação Euro de 480 watts. Pela minha paixão pelo silêncio, converti para fanless, sobre o qual também escrevi no site. Mas este bloco também continha o SG6105. Ao testá-lo, também encontrei o fenômeno de “desequilíbrio de tensão”. A fonte de alimentação que você acabou de adquirir não é adequada para overclock!
E isso não é tudo! Eu ainda queria comprar um segundo computador e deixar o antigo “para experimentos”, mas o sapo simplesmente “pressionou”. Recentemente, finalmente convenci essa fera e comprei hardware para um segundo computador. Este é, claro, um tópico à parte, mas comprei uma fonte de alimentação para ele - PowerMan Pro 420 W. Resolvi verificar se há “distorção”. E como a nova mãe alimenta o processador através de um barramento de 12 volts, verifiquei usando-o. Como? Você descobrirá se ler o artigo até o fim. Enquanto isso, direi que com uma carga de 10 amperes, doze volts caíram para 11,55. O padrão permite desvio de tensão de mais ou menos 5%. Cinco por cento de 12 são 0,6 volts. Em outras palavras, com uma corrente de 10 amperes, a tensão caiu quase ao nível máximo permitido! E 10 amperes correspondem a 120 watts de consumo do processador, o que é bastante realista quando em overclock. A folha de dados desta unidade indica uma corrente de 18 amperes no barramento de 12 volts. Acho que não verei esses amperes, pois a fonte de alimentação vai desligar muito mais cedo devido à “distorção”.
Total - quatro fontes de alimentação em dois anos. E devo pegar o quinto, o sexto, o sétimo? Não suficiente. Cansado de pagar antecipadamente por algo que você não gosta. O que me impede de produzir sozinho uma fonte de energia de quilowatts e de viver em paz por alguns anos, com confiança na qualidade e quantidade da comida do meu animal de estimação. Além disso, comecei a fazer um novo caso. Comecei a deixar o gabinete enorme e a fonte de alimentação, de tamanho fora do padrão, deveria caber ali sem problemas. Mas os proprietários de casos padrão também podem achar esta solução útil. Você sempre pode fazer uma fonte de alimentação externa, principalmente porque já existem precedentes. Parece que a Zalman lançou uma fonte de alimentação externa.
É claro que fazer uma fonte de alimentação com essa potência do zero é difícil, demorado e problemático. Por isso surgiu a ideia de montar um bloco a partir de dois de fábrica. Além disso, eles já existem e, como se viu, na sua forma atual são inadequados para overclock. Essa ideia me foi inspirada pela mesma coisa.
"...Para introduzir estabilização separada, você precisa de um segundo transformador e um segundo chip PWM, e isso é feito em unidades de servidor sérias e caras..."
Em uma fonte de alimentação de computador existem três linhas de alta corrente com tensões de 5, 12 e 3,3 volts. Tenho duas fontes de alimentação padrão, deixe uma delas produzir 5 volts, e a outra, mais potente, 12 e todo o resto. A tensão de 3,3 volts é estabilizada separadamente e não causa distorção. Linhas produzindo -5, -12, etc. – são de baixa potência e essas tensões podem ser obtidas de qualquer unidade. E para realizar esta atividade, utilize o princípio exposto no mesmo artigo do Sr. Korobeinikov - desconecte a tensão desnecessária do microcircuito e ajuste a necessária. Ou seja, agora o SG6105 estabilizará apenas uma tensão e, portanto, o fenômeno de “desequilíbrio de tensão” não ocorrerá.
O modo de operação de cada fonte de alimentação também é simplificado. Se você observar a parte de alimentação de um circuito típico de fonte de alimentação (Fig. 2), poderá ver que os enrolamentos de 12, 5 e 3,3 volts representam um enrolamento comum com derivações. E se desse transe não tirarmos todos os três de uma vez, mas apenas uma tensão, então a potência do transformador permanecerá a mesma, mas para uma tensão, e não três.
Por exemplo, uma unidade produzia 250 watts em linhas de 12, 5, 3,3 volts, mas agora obteremos quase os mesmos 250 watts em uma linha, por exemplo, 5 volts. Enquanto anteriormente a potência total era dividida entre três linhas, agora toda a potência pode ser obtida numa única linha. Mas, na prática, isso requer a substituição dos conjuntos de diodos da linha usada por outros mais potentes. Ou incluir em paralelo montagens adicionais retiradas de outro bloco no qual esta linha não será utilizada. Além disso, a corrente máxima limitará a seção transversal do fio indutor. A proteção contra sobrecarga da fonte de alimentação também pode funcionar (embora este parâmetro possa ser ajustado). Portanto, não triplicaremos completamente a potência, mas haverá um aumento e as unidades aquecerão muito menos. Você pode, é claro, rebobinar o indutor com um fio de seção transversal maior. Mas falaremos mais sobre isso mais tarde.
Antes de começarmos a descrever a modificação, precisamos dizer algumas palavras. É muito difícil escrever sobre reformas de equipamentos eletrônicos. Nem todos os leitores entendem de eletrônica, nem todos lêem diagramas de circuitos. Mas, ao mesmo tempo, há leitores que lidam profissionalmente com eletrônica. Não importa como você escreva, acontece que para alguns é incompreensível, mas para outros é irritantemente primitivo. Ainda tentarei escrever de uma forma que seja compreensível para a grande maioria. E os especialistas, creio, vão me perdoar.
Também é necessário dizer que você faz todas as modificações no equipamento por sua própria conta e risco. Qualquer modificação anulará sua garantia. E claro, o autor não se responsabiliza por quaisquer consequências. Não seria errado dizer que uma pessoa que realiza tal modificação deve estar confiante nas suas capacidades e possuir a ferramenta adequada. Esta modificação é possível em fontes de alimentação baseadas no chip SG6105 e TL494, MB3759, KA7500 ligeiramente desatualizados.
Primeiro tive que procurar a ficha técnica do chip SG6105 - não foi tão difícil. Cito da ficha técnica a numeração das pernas do microcircuito e um diagrama de conexão típico.
Figura 1. SG6105
Arroz. 2. Diagrama de conexão típico.
Arroz. 3. Diagrama de conexão SG6105
Descreverei primeiro o princípio geral da modernização. Primeiro, atualizando as unidades para SG6105. Estamos interessados nos pinos 17(IN) e 16(COMP). O divisor de resistor R91, R94, R97 e o resistor de corte VR3 são conectados a esses pinos do microcircuito. Em um bloco desligamos a tensão de 5 volts; para isso dessoldamos o resistor R91. Agora ajustamos o valor da tensão de 12 volts com o resistor R94 aproximadamente e com o resistor variável VR3 com precisão. No outro bloco, ao contrário, desligamos 12 volts, para isso dessoldamos o resistor R94. E ajustamos o valor da tensão para 5 volts aproximadamente com o resistor R91, e precisamente com o resistor variável VR3.
Os fios PC – ON de todas as fontes de alimentação são conectados entre si e soldados a um conector de 20 pinos, que então conectamos à placa-mãe. É mais difícil com o fio PG. Peguei este sinal de uma fonte de alimentação mais potente. No futuro, você poderá implementar várias opções mais complexas.
Arroz. 4. Diagrama de fiação do conector
Agora, sobre os recursos de atualização de unidades baseadas nos microcircuitos TL494, MB3759, KA7500. Neste caso, o sinal de feedback dos retificadores de saída de 5 e 12 volts é fornecido ao pino 1 do microcircuito. Fazemos isso de maneira um pouco diferente - cortamos o trilho da placa de circuito impresso próximo ao pino 1. Em outras palavras, desconectamos o pino 1 do resto do circuito. E aplicamos a tensão necessária a este pino através de um divisor de resistor.
Fig 5. Diagrama de circuito para microcircuitos TL494, MB3759, KA7500
Neste caso, os valores do resistor são os mesmos para estabilizar 5 volts e 12 volts. Se você decidir usar uma fonte de alimentação para obter 5 volts, conecte o divisor do resistor à saída de 5V. Se for por 12, então por 12.
Provavelmente teoria suficiente e é hora de começar a trabalhar. Primeiro você precisa decidir sobre os instrumentos de medição. Para medir tensões, usarei um dos multímetros mais baratos, o DT838. A precisão da medição de tensão é de 0,5%, o que é bastante aceitável. Para medir a corrente eu uso um amperímetro com mostrador. As correntes que precisam ser medidas são grandes, então você mesmo terá que fazer um amperímetro com um cabeçote de medição e um shunt caseiro. Não consegui encontrar um amperímetro pronto com um shunt de fábrica de tamanho aceitável. Encontrei um amperímetro de 3 A e desmontei-o. Eu tirei o implante dele. O resultado é um microamperímetro. Em seguida houve um pouco de dificuldade. Para fazer um shunt e calibrar um amperímetro feito de um microamperímetro, era necessário um amperímetro exemplar que pudesse medir corrente na faixa de 15 a 20 amperes. Para isso seria possível usar pinças de corrente, mas eu não tinha. Eu tive que procurar uma saída. Achei a solução mais simples, claro, não muito precisa, mas o suficiente. Cortei o shunt de uma chapa de aço com 1 mm de espessura, 4 mm de largura e 150 mm de comprimento. Conectei 6 lâmpadas de 12 V e 20 W à fonte de alimentação por meio deste shunt. De acordo com a lei de Ohm, uma corrente igual a 10 amperes fluiu através deles.
P(Peso)/U(V)=I(A), 120/12=10A
Um fio do microamperímetro foi conectado à extremidade do shunt e o segundo foi movido ao longo do shunt até que a seta do dispositivo mostrasse 7 divisões. A extensão do shunt não foi suficiente para atingir 10 divisões. Foi possível cortar o shunt mais fino, mas por falta de tempo resolvi deixar como está. Agora, 7 divisões desta escala correspondem a 10 amperes.
Foto 1 Suporte econômico para seleção de shunt.
Foto 2. Suporte com 6 lâmpadas de 12 volts e 20 watts acesas.
A última foto mostra como a tensão de 12 volts caiu com uma corrente de 10 amperes. Fonte de alimentação PowerMan Pro 420 W. Mostra menos 11,55 devido ao fato de ter confundido a polaridade das pontas de prova. Na verdade, é claro, mais 11,55. Usarei o mesmo suporte como carga para ajustar a fonte de alimentação finalizada.
Vou fazer uma nova fonte baseada na PowerMaster 350 W, ela produzirá 5 volts. De acordo com o adesivo nele, ele deve fornecer 35 amperes nessa linha. E PowerMan Pro 420 W. Tirarei todas as outras tensões dele.
Neste artigo mostrarei o princípio geral da modernização. No futuro, pretendo converter a fonte de alimentação resultante em passiva. Talvez eu rebobine as bobinas com um fio de seção transversal maior. Modificarei os cabos de conexão para reduzir interferências e ondulações. Vou monitorar correntes e tensões. E muito mais é possível. Mas isso é no futuro. Não vou descrever tudo isso neste artigo. O objetivo do artigo é comprovar a possibilidade de obter uma fonte de alimentação potente atualizando duas ou três unidades de menor potência.
Um pouco sobre precauções de segurança. Toda a soldagem é realizada, naturalmente, com o aparelho desligado. Após cada desligamento da unidade, antes de continuar o trabalho, descarregue capacitores grandes. Eles têm uma voltagem de 220 volts e acumulam uma carga muito decente. Não é fatal, mas extremamente desagradável. Queimaduras elétricas demoram muito para cicatrizar.
Vou começar com PowerMaster. Desmonto o aparelho, retiro a placa, corto os fios extras...
Foto 3. Unidade PowerMaster 350 W
Encontrei um chip PWM, era TL494. Encontro o pino 1, cortei cuidadosamente o condutor do circuito impresso e soldei um novo divisor de resistor no pino 1 (ver Fig.5). Soldei a entrada do divisor do resistor à saída de cinco volts da fonte de alimentação (geralmente são fios vermelhos). Verifico mais uma vez se a instalação está correta, isso nunca é supérfluo. Eu conecto a unidade modernizada ao meu estande de orçamento. Por precaução, escondido atrás de uma cadeira, eu ligo. Não houve explosão e isso causou até uma ligeira decepção. Para ligar a unidade, conecto o fio PS ON ao fio comum. A unidade liga e as luzes acendem. Primeira vitória.
Usando o resistor variável R1 em baixa carga da fonte de alimentação (duas lâmpadas 12V, 20W e spot 35W), ajustei a tensão de saída para 5 volts. Eu meço a tensão diretamente no conector de saída.
Minha câmera não é das melhores, não consigo ver pequenos detalhes, então peço desculpas pela qualidade das fotos.
A fonte de alimentação pode ser ligada sem ventoinha por um curto período de tempo. Mas é preciso monitorar a temperatura dos radiadores. Cuidado, há tensão, às vezes alta tensão, nos radiadores de alguns modelos de fonte de alimentação.
Sem desligar o aparelho, começo a conectar uma carga adicional - lâmpadas. A tensão não muda. O bloco estabiliza bem.
Nesta foto conectei todas as lâmpadas que estavam disponíveis no bloco - 6 lâmpadas de 20w, duas de 75w e um spot de 35w. A corrente que flui através deles de acordo com as leituras do amperímetro está dentro de 20 amperes. Sem “flacidez”, sem “distorções”! Metade da batalha está concluída.
Agora pego o PowerMan Pro 420 W. Também desmonto.
Encontro o chip SG6105 na placa. Então procuro as conclusões necessárias.
O diagrama de circuito fornecido no artigo do Sr. Korobeinikov corresponde ao meu bloco, a numeração e os valores do resistor são os mesmos. Para desligar 5 volts, dessoldo o resistor R40 e R41. Em vez de R41, soldei dois resistores variáveis conectados em série. Nominal 47 kOhm. Isto é para ajuste aproximado da tensão de 12 volts. Para ajuste preciso, use o resistor VR1 na placa de alimentação
Fig 6. Fragmento do circuito de alimentação PowerMan
Novamente retiro meu suporte primitivo e conecto a fonte de alimentação a ele. Primeiro conecto a carga mínima - spot de 35W.
Eu ligo e ajusto a voltagem. Então, sem desligar a fonte de alimentação, conecto lâmpadas adicionais. A tensão não muda. O bloco funciona muito bem. De acordo com as leituras do amperímetro, a corrente chega a 18 amperes e não há queda de tensão.
A segunda etapa está concluída. Agora resta verificar como os blocos funcionarão aos pares. Cortei os fios vermelhos que vão do PowerMan ao conector e ao Molex e os isolei. E soldei um fio de cinco volts do PowerMaster 350 W ao conector e molex, e também conecto os fios comuns de ambas as unidades. Eu combino os fios Power On das fontes de alimentação. Vou pegar PG do PowerMan. E eu conecto esse híbrido à minha unidade de sistema. Ele parece um pouco estranho, e se alguém quiser saber mais sobre ele, entre em contato comigo no PS.
A configuração é assim:
- Mãe Epox KDA-J
- Processador Athlon 64 3000
- Memória Digma DDR500, dois sticks de 512Mb
- Parafuso Samsung 160Gb
- Vídeo GeForce 5950
- DVD-RW NEC 3500
Eu ligo, tudo funciona muito bem.
A experiência foi um sucesso. Agora você pode começar a modernizar ainda mais a “fonte de alimentação integrada”. Convertendo-o em resfriamento passivo. A foto mostra um painel com instrumentos - tudo estará conectado a este aparelho. Instrumentos ponteiros - monitoramento de corrente, instrumentos digitais em orifícios redondos sob o ponteiro - monitoramento de tensão. Bom, tacômetro e tudo mais, já escrevi sobre isso na minha conta pessoal. Mas isso fica para mais tarde.
Não verifiquei a influência da “fonte de alimentação combinada” em overclocking adicional. Vou terminar e verificar então. O processador já foi overclockado para 2,6 gigahertz no barramento, com tensão de processador de 1,7 volts. Eu usei uma fonte de alimentação sem ventoinha, mas com esse overclock, os 12 volts caíram para 11,6 volts. E o híbrido produz exatamente 12. Então, talvez eu extraia mais alguns megahertz dele. Mas essa será uma história diferente.
Lista de literatura usada:
- Revista de rádio. – 2002.-No. 5, 6, 7. “Projeto de circuitos de fontes de alimentação para computadores pessoais” ed. R. Alexandrov
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Instruções
De acordo com a lei de Ohm para circuitos elétricos de corrente contínua: U = IR, onde: U é o valor fornecido ao circuito elétrico,
R é a resistência total do circuito elétrico,
I é a quantidade de corrente que flui através de um circuito elétrico, para determinar a intensidade da corrente, é necessário dividir a tensão fornecida ao circuito por sua resistência total; I=U/RAAssim, para aumentar a corrente, você pode aumentar a tensão fornecida à entrada do circuito elétrico ou reduzir sua resistência. A corrente aumentará se você aumentar a tensão. Um aumento na corrente resultará em um aumento na tensão. Por exemplo, se um circuito com resistência de 10 Ohms fosse conectado a uma bateria padrão de 1,5 Volts, a corrente que fluía através dele seria:
1,5/10=0,15 A (Ampere). Quando outra bateria de 1,5 V for conectada a este circuito, a tensão total se tornará 3 V e a corrente que flui através do circuito elétrico aumentará para 0,3 A.
A ligação é feita “em série”, ou seja, o positivo de uma bateria é conectado ao negativo da outra. Assim, conectando um número suficiente de fontes de energia em série, você pode obter a tensão necessária e garantir o fluxo de corrente com a intensidade necessária. Várias fontes de tensão são combinadas em um circuito por uma bateria de células. Na vida cotidiana, tais projetos são geralmente chamados de “baterias” (mesmo que a fonte de alimentação consista em apenas um elemento. Porém, na prática, o aumento da intensidade da corrente pode diferir ligeiramente do calculado (proporcional ao aumento da tensão). . Isso se deve principalmente ao aquecimento adicional dos condutores do circuito, que ocorre com o aumento da corrente que passa por eles. Neste caso, via de regra, ocorre um aumento na resistência do circuito, o que leva a uma diminuição da intensidade da corrente. Além disso, um aumento na carga do circuito elétrico pode levar à sua queima ou até mesmo a um incêndio. Você precisa ter um cuidado especial ao operar eletrodomésticos que só podem funcionar com tensão fixa.
Se você reduzir a resistência total de um circuito elétrico, a corrente também aumentará. De acordo com a lei de Ohm, o aumento da corrente será proporcional à diminuição da resistência. Por exemplo, se a tensão da fonte de alimentação fosse de 1,5 V e a resistência do circuito fosse de 10 Ohms, então uma corrente elétrica de 0,15 A passaria por tal circuito. Se então a resistência do circuito for reduzida à metade (igual a 5 Ohms), então a corrente que flui através da corrente do circuito dobrará e chegará a 0,3 Amperes. Um caso extremo de diminuição na resistência de carga é um curto-circuito, no qual a resistência de carga é praticamente zero. Neste caso, é claro, não surge corrente infinita, pois o circuito possui resistência interna da fonte de alimentação. Uma redução mais significativa na resistência pode ser alcançada resfriando bastante o condutor. A produção de enormes correntes baseia-se neste efeito da supercondutividade.
Para aumentar a potência da corrente alternada, são utilizados todos os tipos de dispositivos eletrônicos, principalmente transformadores de corrente, utilizados, por exemplo, em máquinas de solda. A intensidade da corrente alternada também aumenta à medida que a frequência diminui (já que, devido ao efeito de superfície, a resistência ativa do circuito diminui se houver resistências ativas no circuito de corrente alternada, a intensidade da corrente aumentará à medida que a capacitância de). os capacitores aumentam e a indutância das bobinas (solenóides) diminui. Se o circuito contiver apenas capacitores (capacitores), a corrente aumentará à medida que a frequência aumentar. Se o circuito consistir em indutores, a intensidade da corrente aumentará à medida que a frequência da corrente diminuir.
Resistência do condutor. Resistividade
A lei de Ohm é a mais importante na engenharia elétrica. É por isso que os eletricistas dizem: “Quem não conhece a Lei de Ohm deveria ficar em casa”. Segundo esta lei, a corrente é diretamente proporcional à tensão e inversamente proporcional à resistência (I = U/R), onde R é um coeficiente que relaciona tensão e corrente. A unidade de medida de tensão é Volt, resistência é Ohm, corrente é Ampere.
Para mostrar como funciona a Lei de Ohm, vejamos um circuito elétrico simples. O circuito é um resistor, que também é uma carga. Um voltímetro é usado para registrar a tensão nele. Para corrente de carga - amperímetro. Quando a chave é fechada, a corrente flui através da carga. Vamos ver quão bem a Lei de Ohm é observada. A corrente no circuito é igual a: tensão do circuito 2 Volts e resistência do circuito 2 Ohms (I = 2 V / 2 Ohms = 1 A). O amperímetro mostra isso. O resistor é uma carga com resistência de 2 ohms. Quando fechamos a chave S1, a corrente flui pela carga. Usando um amperímetro medimos a corrente no circuito. Usando um voltímetro, meça a tensão nos terminais da carga. A corrente no circuito é: 2 Volts / 2 Ohms = 1 A. Como você pode ver, isso é observado.
Agora vamos descobrir o que precisa ser feito para aumentar a corrente no circuito. Primeiro, aumente a tensão. Vamos fazer a bateria não de 2 V, mas de 12 V. O voltímetro mostrará 12 V. O que o amperímetro mostrará? 12 V/ 2 Ohm = 6 A. Ou seja, ao aumentar a tensão na carga em 6 vezes, obtivemos um aumento na intensidade da corrente em 6 vezes.
Vamos considerar outra maneira de aumentar a corrente em um circuito. Você pode reduzir a resistência - em vez de uma carga de 2 Ohm, use 1 Ohm. O que obtemos: 2 Volts / 1 Ohm = 2 A. Ou seja, ao reduzir a resistência da carga em 2 vezes, aumentamos a corrente em 2 vezes.
Para lembrar facilmente a fórmula da Lei de Ohm, eles criaram o triângulo de Ohm:
Como você pode determinar a corrente usando este triângulo? I = U / R. Tudo parece bastante claro. Usando um triângulo, você também pode escrever fórmulas derivadas da Lei de Ohm: R = U/I; U = I * R. A principal coisa a lembrar é que a tensão está no vértice do triângulo.
No século XVIII, quando a lei foi descoberta, a física atómica estava na sua infância. Portanto, Georg Ohm acreditava que o condutor é algo semelhante a um tubo no qual flui um líquido. Apenas líquido na forma de corrente elétrica.
Ao mesmo tempo, ele descobriu um padrão segundo o qual a resistência de um condutor torna-se maior à medida que seu comprimento aumenta e menor à medida que seu diâmetro aumenta. Com base nisso, Georg Ohm derivou a fórmula: R = p * l / S, onde p é um certo coeficiente multiplicado pelo comprimento do condutor e dividido pela área da seção transversal. Esse coeficiente foi denominado resistividade, que caracteriza a capacidade de criar um obstáculo ao fluxo da corrente elétrica e depende do material de que é feito o condutor. Além disso, quanto maior for a resistividade, maior será a resistência do condutor. Para aumentar a resistência, é necessário aumentar o comprimento do condutor, ou reduzir seu diâmetro, ou selecionar um material com maior valor deste parâmetro. Especificamente, para o cobre a resistividade é 0,017 (Ohm * mm2/m).
Condutores
Vejamos que tipos de condutores existem. Hoje, o condutor mais comum é o cobre. Devido à sua baixa resistividade e alta resistência à oxidação, com fragilidade relativamente baixa, este condutor é cada vez mais utilizado em aplicações elétricas. Gradualmente, o condutor de cobre está substituindo o de alumínio. O cobre é utilizado na produção de fios (núcleos de cabos) e na fabricação de produtos elétricos.
O segundo material mais comumente usado é o alumínio. É frequentemente usado em fiações mais antigas que estão sendo substituídas por cobre. Também utilizado na produção de fios e produtos elétricos.
O próximo material é o ferro. Possui resistividade muito maior que o cobre e o alumínio (6 vezes mais que o cobre e 4 vezes mais que o alumínio). Portanto, via de regra, não é utilizado na produção de fios. Mas é utilizado na fabricação de escudos e pneus, que, devido à sua grande seção transversal, apresentam baixa resistência. Assim como um fixador.
O ouro não é usado na eletricidade, pois é bastante caro. Devido à sua baixa resistividade e alta proteção contra oxidação, é utilizado em tecnologia espacial.
O latão não é usado em aplicações elétricas.
Estanho e chumbo são comumente usados em ligas como solda. Eles não são utilizados como condutores para a fabricação de quaisquer dispositivos.
A prata é mais frequentemente usada em equipamentos militares para dispositivos de alta frequência. Raramente usado em aplicações elétricas.
O tungstênio é usado em lâmpadas incandescentes. Por não entrar em colapso em altas temperaturas, é utilizado como filamento de lâmpadas.
É utilizado em dispositivos de aquecimento, pois possui alta resistividade e grande seção transversal. Uma pequena parte do seu comprimento é necessária para fazer um elemento de aquecimento.
Carvão e grafite são usados em escovas elétricas de motores elétricos.
Os condutores são usados para passar corrente através de si mesmos. Neste caso, a corrente faz um trabalho útil.
Dielétricos
Os dielétricos possuem um alto valor de resistividade, muito maior em comparação com os condutores.
A porcelana é utilizada, via de regra, na fabricação de isoladores. O vidro também é usado para produzir isolantes.
A ebonite é mais frequentemente usada em transformadores. É utilizado para fazer a moldura das bobinas nas quais o fio é enrolado.
Além disso, diferentes tipos de plásticos são frequentemente usados como dielétricos. Os dielétricos incluem o material do qual a fita isolante é feita.
O material com o qual é feito o isolamento dos fios também é um dielétrico.
O principal objetivo de um dielétrico é proteger as pessoas contra choques elétricos e isolar os condutores que transportam corrente entre si.
De acordo com a lei de Ohm para circuitos elétricos de corrente contínua: U = IR, onde: U é a magnitude da tensão fornecida ao circuito elétrico,
R é a resistência total do circuito elétrico,
I é a quantidade de corrente que flui através do circuito elétrico, para determinar a intensidade da corrente, é necessário dividir a tensão fornecida ao circuito por sua resistência total; I=U/RAAssim, para aumentar a corrente, você pode aumentar a tensão fornecida à entrada do circuito elétrico ou reduzir sua resistência. A corrente aumentará se você aumentar a tensão. O aumento da corrente será proporcional ao aumento da tensão. Por exemplo, se um circuito com resistência de 10 Ohms fosse conectado a uma bateria padrão de 1,5 Volts, a corrente que fluía através dele seria:
1,5/10=0,15 A (Ampere). Quando outra bateria de 1,5 V for conectada a este circuito, a tensão total se tornará 3 V e a corrente que flui através do circuito elétrico aumentará para 0,3 A.
A conexão é feita em série. isto é, o positivo de uma bateria é adicionado ao negativo da outra. Assim, conectando um número suficiente de fontes de energia em série, você pode obter a tensão necessária e garantir o fluxo de corrente com a intensidade necessária. Várias fontes de tensão combinadas em um circuito são chamadas de bateria de elementos. Na vida cotidiana, tais projetos são geralmente chamados de “baterias” (mesmo que a fonte de alimentação consista em apenas um elemento. Porém, na prática, o aumento da intensidade da corrente pode diferir ligeiramente do calculado (proporcional ao aumento da tensão). . Isso se deve principalmente ao aquecimento adicional dos condutores do circuito, que ocorre com o aumento da corrente que passa por eles. Neste caso, via de regra, ocorre um aumento na resistência do circuito, o que leva a uma diminuição da intensidade da corrente. Além disso, um aumento na carga do circuito elétrico pode levar à sua queima ou até mesmo a um incêndio. Você precisa ter um cuidado especial ao operar eletrodomésticos que só podem funcionar com tensão fixa.
Se você reduzir a resistência total de um circuito elétrico, a corrente também aumentará. De acordo com a lei de Ohm, o aumento da corrente será proporcional à diminuição da resistência. Por exemplo, se a tensão da fonte de alimentação fosse de 1,5 V e a resistência do circuito fosse de 10 Ohms, então uma corrente elétrica de 0,15 A passaria por tal circuito. Se então a resistência do circuito for reduzida à metade (igual a 5 Ohms), então a corrente que flui através da corrente do circuito dobrará e chegará a 0,3 Amperes. Um caso extremo de diminuição na resistência de carga é um curto-circuito, no qual a resistência de carga é praticamente zero. Neste caso, é claro, não surge corrente infinita, pois o circuito possui resistência interna da fonte de alimentação. Uma redução mais significativa na resistência pode ser alcançada resfriando bastante o condutor. A produção de enormes correntes baseia-se neste efeito da supercondutividade.
Todos os tipos de dispositivos eletrônicos são usados para aumentar a intensidade da corrente alternada. principalmente transformadores de corrente, utilizados, por exemplo, em máquinas de solda. A intensidade da corrente alternada também aumenta à medida que a frequência diminui (já que, devido ao efeito de superfície, a resistência ativa do circuito diminui se houver resistências ativas no circuito de corrente alternada, a intensidade da corrente aumentará à medida que a capacitância de). os capacitores aumentam e a indutância das bobinas (solenóides) diminui. Se o circuito contiver apenas capacitores (capacitores), a corrente aumentará à medida que a frequência aumentar. Se o circuito consistir em indutores, a intensidade da corrente aumentará à medida que a frequência da corrente diminuir.
