La loi d'Ohm répond à vos questions

Comprendre l'électronique et le dépannage électronique commence par connaître la loi d'Ohm. Ce n'est pas difficile et peut rendre votre travail beaucoup plus facile.

La loi d'Ohm a été un compagnon constant au cours de ma longue carrière d'ingénieur en radiodiffusion. Les relations entre les volts, les ampères, les ohms et la puissance ont rendu tout cela si compréhensible.

Le physicien allemand Georg Ohm a publié le concept en 1827, il y a près de 200 ans. Elle a ensuite été reconnue comme la loi d'Ohm et a été décrite comme la première description quantitative la plus importante de la physique de l'électricité.

La figure 1 est une liste de formules simples pour utiliser la loi d'Ohm. Rien de compliqué, juste de bonnes réponses à vos questions. Vous n'avez pas besoin d'être mathématicien pour exécuter les calculs. La calculatrice de votre smartphone gérera cela facilement.

P est pour la puissance en watts, I est le courant en ampères, R est la résistance en ohms et E est la tension en volts. Résolvez pour n'importe lequel de ceux qui connaissent deux des autres paramètres.

Loi d'Ohm sur le courant
Quand je regarde une ampoule de 100 watts, je pense que 120 volts à environ 0.8 ampères (0.8333 ampères est plus exact). Cela représente 100 watts de puissance consommée.

Alors, combien de lumières peuvent être placées sur un disjoncteur de 15 ampères? Voyons voir - capacité du circuit de 15 ampères, divisée par 0.8333 ampères pour chaque ampoule en parallèle = 18 lampes. A l'inverse, c'est 18 lampes X 0.8333 ampères par lampe = 14.9994 ampères… juste à la limite du disjoncteur.

La règle ici dit que vous ne mettez pas plus de 80% de charge sur un disjoncteur pour fusible, soit 14 lampes dans ce cas. Gardez toujours une certaine marge dans un circuit. Comme vous le savez, les disjoncteurs et les fusibles sont utilisés pour se protéger contre les incendies ou d'autres pannes dramatiques lors de problèmes de circuit. Ils deviennent peu fiables à leur limite actuelle. Vous n'avez pas besoin de déclenchements intempestifs ou de grillage des fusibles dus à une course trop proche de la ligne.


Loi d'Ohm
Il n'y a plus beaucoup d'émetteurs AM modulés à plaque de haut niveau. La série Gates BC-1 est un exemple de cette technologie des années 1950 à 1970. La conception a généralement 2600 volts faisant fonctionner les tubes d'amplification de puissance RF.

Les alimentations comme celles-ci ont besoin d'une résistance de «purge» entre la haute tension et la masse pour ramener / purger la haute tension à zéro lorsque l'émetteur est éteint. Cela devrait se produire dans une seconde ou deux. Le bloc d'alimentation peut rester chaud avec une tension élevée pendant des minutes ou des heures si la résistance de purge ne s'ouvre pas. C'est un problème de sécurité sérieux pour l'ingénieur qui travaille dessus, s'il ne parvient pas à court-circuiter le condensateur du filtre haute tension avant de toucher une partie de l'émetteur.

Le purgeur d'un émetteur Gates BC-1G est le R41, une résistance bobinée de 100,000 100 ohms / 2 watts. Vous en voyez une tenue à la main sur le côté gauche de la photo sur la Fig.XNUMX.

La loi d'Ohm nous dit que 2600 volts à travers la résistance au carré (multiplié par elle-même), puis divisés par 100,000 67.6 ohms, la résistance équivaut à 100 watts de dissipation de puissance requise sur une base continue sur une résistance de 32.4 watts. On pourrait penser que la marge de sécurité de 10% serait suffisante. Cette résistance a généralement échoué après 67.6 ans d'utilisation. La réponse est dans la ventilation que reçoit la résistance pour le refroidissement. Les XNUMX watts de chaleur doivent aller quelque part. Ce modèle d'émetteur a un peu, mais pas beaucoup, de flux d'air sur le fond où se trouve la résistance.

Ma réponse a été de remplacer la résistance de 100 watts par une résistance évaluée à 225 watts, comme on le voit au centre de la photo. Il a donné plus de surface donc il a fonctionné plus frais, donc plus longtemps. Une résistance de 100 watts coûte 15.14 $ contre 18.64 $ pour une unité de 225 watts. Il ne s'agit que d'une différence de 3.50 $ pour une énorme augmentation de la fiabilité et de la sécurité. La vis qui le maintient en place devra être plus longue si vous effectuez cette modification. Pas grand-chose.

Oui, il y a une chaîne de résistance multiplicatrice de compteur à côté de la résistance et du condensateur haute tension. Il échantillonne la haute tension du voltmètre PA. La saleté s'est accumulée à l'extrémité haute tension de la chaîne. C'est la haute tension qui attire la saleté, ce qui nécessite un nettoyage fréquent pour maintenir la fiabilité du transmetteur. C'est de la maintenance.

La charge fictive RF de cet émetteur a six résistances non inductives de 312 ohms / 200 watts. L'émetteur voit les 52 ohms car les résistances sont en parallèle. Mathématiques simples, 312 ohms divisés par 6 résistances = 52 ohms. Oui, 52 ohms, 51.5 ohms, 70 ohms et d'autres impédances étaient courants dans le passé avant que les émetteurs à semi-conducteurs imposent plus ou moins la norme à 50 ohms. Les émetteurs à tube s'accordent sur presque toutes les charges tandis que les émetteurs à semi-conducteurs sont conçus pour fonctionner dans des charges de 50 ohms… et ne me donnent pas de VSWR!

Loi d'Ohm sur la tension

Disons que nous savons que 2 ampères de courant entrent dans une résistance de 100 ohms. Quelle est la tension aux bornes de la résistance?La formule est 2 ampères x 100 ohms de résistance = 200 volts. À partir de là, nous pouvons résoudre le problème de la puissance dans la résistance. C'est 200 volts x 2 ampères de courant = 400 watts.

Loi d'Ohm sur le pouvoir
Un émetteur FM Continental 816R-2 FM 20 kW peut avoir 7000 volts sur la plaque du tube PA avec 3.3 ampères de courant consommé. La loi d'Ohm nous dit que 7000 volts x 3.3 ampères = 23,100 75 watts de puissance. C'est l'entrée de puissance de l'émetteur, pas la sortie. La puissance de sortie dépend de l'efficacité de l'amplificateur de puissance, qui est généralement de 17,325%. Ensuite, la puissance de sortie de l'émetteur est de 25 23,100 watts. Cela signifie également que 25% de la puissance d'entrée est perdue en chaleur. Soit 5775 XNUMX watts de puissance d'entrée x XNUMX = XNUMX watts de chaleur.

Assurez-vous de consulter les fiches techniques du fabricant pour connaître les chiffres exacts pour chaque modèle de transmetteur.

Demi-puissance?

La moitié de la puissance ne signifie pas que la tension PA de l'émetteur est de moitié. S'il était de moitié, alors le courant PA serait de moitié et la sortie RF serait d'un quart. Vous vous souviendrez quand les stations AM locales de classe 4 (maintenant classe C) fonctionnaient 1000 watts le jour et 250 watts la nuit.

Un émetteur Gates BC-1 peut avoir 2600 volts PA et 0.51 ampère de courant PA pendant la journée. Nous pouvons déterminer la résistance de l'amplificateur de puissance en prenant la tension PA de 2600 et en la divisant par un courant PA de 0.51 ampère. La réponse est 5098 ohms.

Cette même résistance PA s'applique quel que soit le niveau de puissance de cet émetteur. Au quart de puissance, la tension PA est de 1300 volts. La loi d'Ohm, en utilisant les mêmes 5098 ohms, nous dit que le courant PA doit être de 0.255 ampères. Oui, cela a fonctionné de cette façon dans la pratique. L'astuce simple consistait à connecter 120 VCA au primaire du transformateur haute tension de l'émetteur pour un fonctionnement de nuit au lieu de 240 VCA dans la journée.

Avec un quart de puissance, l'ampèremètre d'antenne a lu la moitié et l'intensité du champ du signal était de moitié, pas d'un quart. Examinons ceci. Si vous avez une antenne de 50 ohms et une puissance de 1000 watts, quel est le courant d'antenne? En utilisant la loi d'Ohm, prenez 1000 watts divisés par 50 ohms = 20. La racine carrée de cela est 4.47 ampères. Divisez 250 watts par la même résistance d'antenne de 50 ohms et vous obtenez 5. La racine carrée de cela est 2.236 ampères, soit la moitié du courant d'antenne de jour. C'est la loi d'Ohm.

Pensez à la loi d'Ohm lorsque vous êtes au travail. Cela répond à vos questions et est parfaitement logique.

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