옴의 법칙이 진공 청소기에 적용되지 않는 이유는 무엇입니까?

나는 옴의 법칙에 대해 배우고 가전 제품의 플러그를 가로 지르는 저항을 테스트하고 전류를 계산했습니다.

예를 들어, 주전자는 22 옴 (10.45 암페어)이며 13A 퓨즈로 보호됩니다.

이것은 말이되지만 괜찮습니다.하지만 7.7 ohms의 저항을 가진 진공 청소기를 테스트했는데 29.8 암페어와 동일하지만 13A 퓨즈를 끊어야합니다. 나는 이제 생중계와 중립에서 동일한 작은 저항 판독 값을 갖는 두 개의 다른 진공 청소기를 테스트했습니다.

확실히 이것은 직접적으로 짧을 것이지만, 잘 작동하여 저항이 변합니까?

측정 한 7.7 옴 은 모터 의 권선 저항 입니다. 그러나 이것이 동작 전류를 결정하는 유일한 요인은 아닙니다.

진공 청소기는 순간 전원이 공급되는 계산 된 30A에 가까워 질 수 있지만 모터가 회전하기 시작하면 적용 전압과 반대되는 속도에 비례하는 전압 (역기전력이라고 함)을 생성하여 순 전압을 감소시킵니다. 권선을 통해 전류를 공급할 수 있습니다. 모터 속도가 증가함에 따라 전류 (및 모터에 의해 생성 된 토크)가 감소하고 모터에 의해 생성 된 토크가 해당 속도로 부하를 구동하는 데 필요한 토크와 일치하는 지점에서 속도가 안정화됩니다.

퓨즈는 즉시 터지지 않습니다. 그러나 모터가 회전하지 못하도록 모터를 잠그면 퓨즈가 오래 지속되지 않습니다.

진공 청소기는 저항이 아니며 콘센트의 라인 전압은 DC (직류) 가 아닙니다 . 옴의 법칙은 저항과 DC에 적용됩니다. 옴의 법칙은 AC (교류) 소스에 연결된 모터에는 직접 적용되지 않습니다 .

모터의 경우 교류 및 인덕터 규칙을 살펴 봐야합니다. 그들은 당신의 경우에 훨씬 더 적용 가능합니다.

"저항"은 DC 회로를위한 것입니다. 저항은 여전히 ​​AC에서 중요한 역할을하지만 교류에 대한 저항 인 "리액턴스"라고하는 AC 회로의 또 다른 특성도 있습니다. "리액턴스"는 인덕턴스 및 커패시턴스에 의해 제공되며 다음 공식에 따라 주파수에 따라 변경됩니다.

$X_L$$X_C$$f$$L$$C$

저항과 리액턴스 (유도 성 또는 용량 성)는 복잡한 형태가됩니다.

$R$$j$$\sqrt{-1}$$X$$Z$$Z$$R$

"그래서 저항이 바뀌는가?"

짧은 대답은 '예'입니다.

긴 대답은 훨씬 더 복잡하지만 세부 사항과 혼동하지 않습니다.

간단히 말해서, 진공 청소기에는 자기 코일이 있습니다. 코일과 특히 모터는 주전자처럼 저항력이 아니라 복잡한 부하 입니다. 이 부하는 AC 전원에 특히 민감합니다. 이는 멀티 미터로 측정 한 DC 저항보다 훨씬 큰 MUCH, MUCH 인 "유효 저항"을 생성합니다.

그리고 네, 아직 묻지 않았지만 처음 스위치를 켤 때 초기 전류 서지가 클 수 있습니다.

그러나 모터가 시작될 때 유효 저항은 매우 빠르게 증가합니다. 이 장치는 서지가 매우 짧고 짧아 퓨즈가 가열되어 녹을 시간이 없도록 설계되었습니다.

북미 대부분의 국가와 같은 일부 국가에서는 "후버"를 켤 때 동일한 회로의 표시등이 잠시 어두워 질 수 있습니다.

그러나 모터를 정지 시키면 약간의 전류가 흐릅니다. 진공 청소기로 카펫의 가장자리를 잡으면 모터가 윙윙 거리기 시작합니다.

모터는 소스 EMF와 반대되는 전압을 생성합니다. 옴의 법칙은 효과가 있지만 방정식의 저항과 소스 전압만이 아닙니다.

옴의 법칙이 왜 진공 청소기에 적용되지 않습니까?

$F$$m$$a = F/m$

모든 법률, 확실히 모든 물리적 법률 은 특정의 잘 정의 된 환경에서만 작동합니다. 옴의 법칙 (멀티 미터가 가정하는 가장 간단한 형태)은 이상적인 저항에 적용 됩니다. 물 주전자는 이상적인 저항과 거의 비슷하게 작동하며 전자 회로를 사용하는 저항도 마찬가지입니다. ^‡ 그러나 사전은 절대적으로 케플러의 행성 운동 법칙이 물 주전자를 위해 보유해야한다고 가정 할 이유가없는 것처럼 주어진 알 수없는 구성 요소, 옴의 법칙에 복종해야한다고 생각하는 이유가 없습니다.

일부 경우에만 일부 물리적 객체 A에 적용되는 법칙이 완전히 다른 객체 B 에 대해서도 적용 되는 것으로 밝혀졌습니다 . 아인슈타인이 로렌츠 불변성 을 Maxwell의 전기 역학 법칙의 속성으로 만 알려 졌다고 제안했을 때와 같이 이러한 사건은 물리학에서 정말로 흥미로운 순간입니다 . 이 그건 부당한 예측 사실로 밝혀졌다 상대성 이론 적절한 물리적 만드는 것입니다 이론 단지 아니라, 무엇에 대한 설명입니다 옴의 법칙처럼 - 그냥 법에 반대, 저항은 않습니다.

^† _{음, 레벨에 뉴턴의 법칙은 할 저항에 대한 작업 과정의 : 당신이 그 저항에 힘을 적용하는 경우, 그것은 것 솔더 조인트가 다시 들고 카운터 힘을 적용 할 때까지 아주 간단히 가속화 할 수 있습니다. 모든 힘을 합쳐서 뉴턴의 법칙 이 다시 성취됩니다. 마찬가지로, 모터의 인덕턴스를 여분의 (임의의) 임피던스 / 반응으로 간주하면 진공 청소기조차도 실제로 일반화 된 의미에서 옴의 법칙을 충족 할 수 있습니다. 저항을 낮추는 솔더 조인트가 회로에 포함시키기 전에 무게를 측정 한 사람에게는 보이지 않는 것처럼 멀티 미터에는 보이지 않습니다.}

^‡ _{그럼에도 불구하고 완전히 사실은 아닙니다. 실제로 저항은 온도에 의존하며, 이는 또한 전류의 영향을받습니다. Johnson 노이즈 와 같은 더 까다로운 효과가 있습니다 . 충분히 pedantic 한 의미에서, 저항기는 옴의 법칙을 따르지 않습니다 !}

옴의 법칙은 이상적인 저항을 다룰 때의 정확한 관계이거나, 비 이상적인 저항을 다룰 때의 근사치 또는 저항과 "다른 것"또는 어떤 식 으로든 환경에 크게 영향을받습니다.

옴의 법칙은 항상
불변 저항 에 적용됩니다 .

그것이 '사물'에 대해 작동하지 않으면 순수한 불변 저항이 아닙니다.
아마도

• 저항 + 인덕턴스
• 전압의 영향을받는 저항 또는
• 현재 또는
• 전기장 또는
• 열 효과 또는
• ...

진공 청소기 모터의 경우, 필드 인덕터와 로터 인덕터 및 이들의 저항에 약간의 배선 저항을 더한 것을 볼 수 있습니다. 적용된 AC는 저항보다 인덕턴스에 의해 더 많은 영향을받는 경향이 있습니다.

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다음과 같이 명백하고 어리석은 진술 (실제로 어리 석고 탐정 적일 수있는 :-)은 여전히 ​​실제 상황을 잘 설명해줍니다.

• 옴 법률은 모든 것에 적용됩니다.
• 저항 부분에만 적용됩니다.
• 모든 것은 저항하는 부분이 있습니다.

• 경우에 따라 매우 큽니다. 예를 들어 런던 영국의 타워 브리지는 양쪽 끝에서 선택한 두 지점에서 측정 할 수있는 저항을 가지고 있습니다. 아마도 엄청나게 크고 지속적으로 다양하며 지나치게 유용한 방법은 아닙니다.

• 객체의 저항이 변할 때 옴 법칙은 여전히 ​​적용되지만 저항이 변함에 따라 결과가 달라집니다.

모터에는 코일이 있으므로 인덕턴스를 갖습니다. 인덕턴스는 항상 역기전력으로 원인을 반대하려고합니다. 모터도 회전 할 수 있습니다. 따라서 모터는 교류 변화로 인해 자기장의 변화에 ​​반대되는 방향으로 회전합니다.

따라서 AC 전류는 역기전력과 모터 회전에 의해 차단됩니다. 따라서 저항은 작지만 전류 흐름에 대한 방해가 높습니다. 모터가 걸리거나 시동하는 동안 (초기 적으로 정지 상태이므로 전류 변경을 차단하기위한 회전이 없음) 끌어 당겨지는 전류가 매우 높은 이유입니다.