Elektriska installationer i kompressoranläggningar
30 juni, 2022
Säkerställ säker, tillförlitlig drift av ditt elektriska kompressorsystem. Lär dig viktiga elinstallationsfaktorer att ta hänsyn till, från motorer till kretsskydd.
Ohmska lagar för lik- och växelström
För att omvandla luft till tryckluft behöver du kraft, och den kraften kommer från elektricitet, antingen växelström (AC) eller likström (DC). För att förstå hur elektricitet flödar genom ett kompressorsystem hjälper det att börja med grunderna. Ohms lag förklarar förhållandet mellan spänning, ström och resistans. I den här artikeln bryter vi ner dessa kärnkoncept och hur de tillämpas på AC- och DC-system som driver tryckluft.
Vad är Ohms lag?
Ohms lag förklarar hur spänning, ström och resistans samverkar i en elektrisk krets. Den anger att strömmen genom en ledare ökar med spänningen och minskar med motståndet, så länge temperaturen och andra fysiska förhållanden förblir desamma.
Fakta: Ohms lag är uppkallad efter den tyske fysikern och matematikern Georg Simon Ohm (1789-1854).
Spänning, ström och resistans
- Spänning (V)
Spänning är det elektriska tryck som driver ström genom en krets. Det mäts i volt (V) och beskrivs ofta som den ”kraft” som driver elektricitet från en punkt till en annan. Utan spänning sker ingen elektrisk laddning, precis som vatten inte flödar genom ett rör utan tryck.
- Strömstyrka (I)
Ström är flödet av elektrisk laddning och mäts i ampere (A). Den representerar hur mycket elektricitet som faktiskt rör sig genom kretsen vid ett givet tillfälle. Man kan tänka sig det som hur mycket vatten som flödar genom en slang, ju starkare ström, desto mer ström flödar.
- Motstånd (R)
Motstånd är motståndet mot strömflödet i ett material eller en krets. Den mäts i ohm (Ω). Ju högre resistans, desto mer saktar den ned den elektriska strömmen. Tänk dig det som friktion eller en avsmalning i ett rör som begränsar hur lätt vatten, eller i detta fall elektricitet, kan passera igenom.
Vad är Ohms lag för likström (DC)?
Ohms lag säger att strömmen genom en ledare mellan två punkter är direkt proportionell mot spänningen över de två punkterna. Genom att introducera proportionalitetskonstanten, motståndet, kommer man fram till den vanliga matematiska ekvationen som beskriver detta förhållande. I likströmssystem skrivs Ohms lag som:
Där I är strömmen genom ledaren i ampere, V är spänningen uppmätt över ledaren i volt och R är ledarens motstånd i ohm. Mer specifikt anger Ohms lag att R i detta förhållande är konstant, oberoende av strömmen.
En kompressormotor drar 15 A ström och har ett motstånd på 8 Ω. Med Ohms lag: V = I × R
V = 15 A × 8 Ω
V = 120 volt
Om spänningsförsörjningen är lägre än 120 V kan motorn inte köras korrekt. Denna snabbkontroll hjälper till att upptäcka elektriska problem innan de orsakar driftstopp.
Likströmsschema
Här är ett enkelt diagram som visar förhållandet mellan nuvarande (I)Spänningsområde (V), och motstånd (R) i en krets. Med Ohms lag kan du enkelt beräkna något av dessa värden, så länge du känner till de andra två.
Ohm-triangeln
Om du någonsin behöver ett snabbt sätt att komma ihåg Ohms lags olika former är triangeln nedan ett praktiskt verktyg. Det hjälper dig att enkelt lösa spänningar (V)Strömstyrka (I), eller motstånd (R), beroende på vilka värden du har.
Vad är Ohms lag för växelström (AC)?
En växelström som passerar genom en spole ger upphov till ett magnetiskt flöde. Detta flöde ändrar storlek och riktning, precis som en elektrisk ström.
När flödet ändras genereras en emf (elektromotorisk kraft) i spolen enligt induktionslagarna. Detta emf verkar i motsatt riktning mot den anslutna polspänningen. Detta fenomen kallas självinduktion.
Självinduktion i en växelströmskrets orsakar:
En fasförskjutning mellan ström och spänning
Ett induktivt spänningsfall
Som ett resultat av detta verkar enhetens motstånd mot växelström vara större än vad som skulle ha uppmätts i en likströmskrets.
Impedans i växelströmskretsar
Fasförskjutningen representeras av vinkeln φ. Impedans, som kombinerar motstånd och reaktans, uttrycks med formeln:
Där:
Z = Impedans (Ω), eller det totala motståndet mot strömmen
R = Motstånd, den verkliga komponenten
X = Reaktans, den induktiva eller kapacitiva komponenten
Ohms lag i växelströmskretsar
I AC-system skrivs Ohms lag som:
Där:
U = Spänning (V)
I = Ström (A)
Z = Impedans (Ω)
Tillämpningar av Ohms lag
I vardagen: Använda en telefonladdare
Ohms lag hjälper oss att förstå hur vår vardagselektronik fungerar säkert och effektivt. Ta till exempel en telefonladdare. När du ansluter den levererar den en inställd spänning, vanligtvis 5 volt (V), till din telefon. Telefonen drar en viss mängd ström baserat på dess interna motstånd och laddningsbehov.
Anta att din telefon drar 1 ampere (A) ström.
Med Ohms lag: R = V ÷ I
R = 5 V ÷ 1 A
R = 5 Ω
Laddningskretsens resistans är alltså 5 ohm.
I grund och botten ger Ohms lag ingenjörer och tekniker möjlighet att designa, felsöka och optimera även de minsta systemen, som det som driver din telefon.
I industrikompressorer: Kontroll av motorlindningsström
Du inspekterar en kompressormotor som körs på 230 volt (V). Med hjälp av en multimeter mäter du spolmotståndet vid 10 ohm (Ω).
Tillämpning av Ohms lag: I = V ÷ R
I = 230 V ÷ 10 Ω
I = 23 A
Motorn bör därför dra 23 ampere ström.
Detta är användbart vid underhåll eller felsökning. Om den uppmätta strömmen är betydligt högre kan det tyda på skador eller överhettning i motorspolen, vilket hjälper till att förhindra ytterligare fel eller ineffektivitet.
Liknande artiklar
Viktiga principer för luftkompressorns elmotor
16 mars, 2023
För att generera tryckluft använder en luftkompressors elmotor energi för att producera kraft. Den här guiden förklarar hur det fungerar.
Introduktion till elektricitet
1 februari, 2022
Lär dig mer om grunderna inom elektricitet och vilken roll den spelar för komprimeringen av luft.