Devrenin bir bölümü için Ohm yasası

Elektrik devrelerini incelemek ve hesaplamak için kullanabileceğiniz elektrik mühendisliğinin temel yasası, akım, voltaj ve direnç arasındaki ilişkiyi kuran Ohm yasasıdır. Özünü net bir şekilde anlamak ve pratik problemlerin çözümünde doğru kullanabilmek gerekir. Ohm yasasını doğru bir şekilde uygulayamama nedeniyle elektrik mühendisliğinde sıklıkla hatalar yapılır.

Ohm'un devrenin bir bölümü için yasası şöyle der: akım, voltajla doğru orantılıdır ve dirençle ters orantılıdır.

Bir elektrik devresine etki eden gerilim birkaç kat artırılırsa, o devredeki akım da aynı miktarda artacaktır. Ve devrenin direncini birkaç kez artırırsanız, akım aynı miktarda azalacaktır. Aynı şekilde borudaki su akışı ne kadar büyükse, basınç ne kadar güçlüyse ve borunun suyun hareketine karşı direnci o kadar küçük olur.

Popüler bir biçimde, bu yasa şu şekilde formüle edilebilir: aynı direnç için voltaj ne kadar yüksekse, akım o kadar yüksek ve aynı zamanda aynı voltaj için direnç ne kadar yüksekse, amper o kadar düşüktür.

Ohm yasasını matematiksel olarak en basit şekilde ifade edecek olursak, 1 A akım taşıyan bir telin 1 V gerilimdeki direnci 1 Ohm kabul edilir.

Amper cinsinden akım her zaman volt cinsinden voltajın ohm cinsinden dirence bölünmesiyle belirlenebilir. Bu nedenle, bir devrenin bir bölümü için Ohm Yasası aşağıdaki formülle yazılır:

ben = U / R.

sihirli üçgen

Bir elektrik devresinin herhangi bir bölümü veya elemanı üç özellik ile karakterize edilebilir: akım, voltaj ve direnç.

Ohm üçgeni nasıl kullanılır: gerekli değeri kapatıyoruz - diğer iki sembol, hesaplanması için formülü verecektir. Bu arada, üçgenden yalnızca bir formüle Ohm yasası denir - akımın voltaj ve dirence bağımlılığını yansıtan formül. Diğer iki formül, onun sonucu olmasına rağmen, fiziksel bir anlam ifade etmez.

Devrenin bir bölümü için Ohm kanunu kullanılarak yapılan hesaplamalar, gerilim volt, direnç ohm ve akım amper olduğunda doğru olacaktır. Bu miktarların birden çok birimi kullanılıyorsa (örneğin, miliamper, milivolt, megohm, vb.), sırasıyla amper, volt ve ohm'a dönüştürülmelidir. Bunu vurgulamak için, bir devrenin bir bölümü için Ohm kanunu formülü bazen aşağıdaki gibi yazılır:

amper = volt / ohm

Akımı miliamper ve mikroamper cinsinden de hesaplayabilirsiniz, voltajın sırasıyla kilohm ve megohm cinsinden volt ve direnç olarak ifade edilmesi gerekir.

Basit ve ekonomik bir şekilde elektrikle ilgili diğer makaleler:

Gerilim, akım ve direnç nedir: pratikte nasıl kullanılırlar?

Direnç sıcaklığa nasıl bağlıdır?

EMF kaynakları ve akım: temel özellikler ve farklılıklar

Elektrik kaynağı nedir?

Elektrik ve Manyetik Alan—Fark Nedir?

Ohm kanunu devrenin her bölümü için geçerlidir. Devrenin belirli bir bölümündeki akımı belirlemek gerekirse, bu bölümde etkili olan voltajı (Şekil 1) bu bölümün direncine bölmek gerekir.

Şekil 1. Ohm yasasının devrenin bir bölümüne uygulanması

Ohm kanununa göre akımın hesaplanmasına bir örnek verelim... Direnci 2,5 ohm olan bir lambada, lambaya uygulanan voltaj 5 V ise akımı belirlemek istensin. 5 V'u 2,5'e bölmek ohm, 2 A'ya eşit bir akım değeri elde ediyoruz. İkinci örnekte, direnci 0,5 MΩ olan bir devrede 500 V'luk bir voltajın etkisi altında akacak akımı belirliyoruz. Bunu yapmak için direnci ohm cinsinden ifade ederiz. 500 V'u 500.000 ohm'a bölerek devrede 0,001 A veya 1 mA olan akımı buluruz.

Genellikle akımı ve direnci bilerek voltaj, Ohm yasası kullanılarak belirlenir. Gerilimi belirlemek için formülü yazalım

U = IR

Bu formül, devrenin belirli bir bölümünün uçlarındaki voltajın akım ve dirençle doğru orantılı olduğunu gösterir... Bu bağımlılığın anlamını anlamak zor değil.Devre bölümünün direnci değişmiyorsa akım ancak gerilim artırılarak artırılabilir. Bu, sabit dirençte daha büyük bir akımın daha büyük bir gerilime karşılık geldiği anlamına gelir. Aynı akımı farklı dirençlerde elde etmek gerekiyorsa, o zaman daha yüksek bir dirençle buna karşılık gelen daha yüksek bir voltaj olmalıdır.

Bir devrenin bir bölümündeki gerilime genellikle gerilim düşüşü denir… Bu genellikle yanlış anlaşılmalara yol açar. Birçok insan voltaj düşüşünün boşa harcanan gereksiz voltaj olduğunu düşünür. Gerçekte, voltaj ve voltaj düşüşü kavramları eşdeğerdir. Kayıplar ve Voltaj Düşüşleri—Fark Nedir?

Gerilim düşümü, devrenin aktif bir dirence sahip olması nedeniyle akım taşıyan bir devre boyunca kademeli potansiyel düşüşüdür. Ohm yasasına göre, U devresinin her bir bölümündeki voltaj düşüşü, R devresinin bu bölümünün direncinin içindeki akımla ürününe eşittir ben, yani. U - RI. Böylece, devrenin bir bölümünün direnci ne kadar büyük olursa, belirli bir akım için devrenin o bölümündeki voltaj düşüşü o kadar büyük olur.

Ohm yasası voltajının hesaplanması aşağıdaki örnekte gösterilebilir. Devrenin 10 kOhm dirençli bir bölümünden 5 mA'lik bir akım geçsin ve bu bölümde voltajı belirlemek gerekir.

A = 0,005 A'yı R — 10000 Ω'da çarparak, 50 V'a eşit bir voltaj elde ederiz. Aynı sonuç, 5 mA'yı 10 kΩ ile çarparak da elde edilebilir: U = 50 in

Elektronik cihazlarda akım genellikle miliamper, direnç ise kiloohm olarak ifade edilir.Bu nedenle, Ohm yasasına göre hesaplamalarda tam olarak bu ölçü birimlerini kullanmak uygundur.

Ohm kanunu, gerilim ve akım biliniyorsa direnci de hesaplar. Bu durum için formül şu şekilde yazılır: R = U / I.

Direnç her zaman voltajın akıma oranıdır. Voltaj birkaç kez artırılır veya azaltılırsa, akım da aynı sayıda artacak veya azalacaktır. Dirence eşit voltaj-akım oranı değişmeden kalır.

Direnci belirleme formülü, belirli bir iletkenin direncinin akım ve gerilime bağlı olduğu anlamına gelecek şekilde anlaşılmamalıdır. Telin uzunluğuna, kesit alanına ve malzemesine bağlı olduğu bilinmektedir. Görünüşte, direnci belirleme formülü, akımı hesaplama formülüne benzer, ancak aralarında temel bir fark vardır.

Devrenin belirli bir bölümündeki akım gerçekten gerilime ve dirence bağlıdır ve değiştikçe değişir. Ve devrenin bu bölümünün direnci, voltaj ve akımdaki değişikliklere bağlı olmayan, ancak bu değerlerin oranına eşit olan sabit bir değerdir.

Devrenin iki bölümünde aynı akım aktığında ve bunlara uygulanan gerilimler farklı olduğunda, daha büyük gerilim uygulanan bölümün buna bağlı olarak daha büyük bir dirence sahip olduğu açıktır.

Ve aynı voltajın etkisi altında, devrenin iki farklı bölümünde farklı bir akım akarsa, o zaman bu bölümde her zaman daha büyük bir dirence sahip daha küçük bir akım olacaktır.Bütün bunlar, bir devrenin bir bölümü için Ohm yasasının temel formülasyonundan, yani akım ne kadar büyükse, voltaj o kadar yüksek ve direnç o kadar düşük olduğu gerçeğinden çıkar.

Bir devrenin bir bölümü için Ohm kanunu kullanılarak direncin hesaplanması aşağıdaki örnekte gösterilecektir.40 V gerilimde içinden 50 mA akım geçen bölümün direncini bulmak istensin. amper cinsinden I = 0,05 A elde ederiz. 40'ı 0,05'e bölün ve direncin 800 ohm olduğunu bulun.

Ohm yasası, sözde akım-gerilim özelliği şeklinde görselleştirilebilir... Bildiğiniz gibi, iki nicelik arasındaki doğru orantılı ilişki, orijinden geçen düz bir çizgidir. Bu bağımlılığa genellikle doğrusal denir.

İncirde. 2, 100 ohm dirençli bir devre bölümü için Ohm yasasının örnek bir grafiği olarak gösterilmiştir. Yatay eksen volt cinsinden voltajdır ve dikey eksen amper cinsinden akımdır. Akım ve gerilim skalası istenildiği gibi seçilebilir. Her noktası için gerilim-akım oranı 100 ohm olacak şekilde düz bir çizgi çizilir. Örneğin, U = 50 V ise, I = 0,5 A ve R = 50: 0,5 = 100 ohm.

Pirinç. 2… Ohm Yasası (Akım-Gerilim Karakteristiği)

Akım ve voltajın negatif değerleri için Ohm yasasının grafiği aynıdır. Bu, devredeki akımın her iki yönde de aynı şekilde aktığı anlamına gelir. Direnç ne kadar büyük olursa, belirli bir voltajda o kadar az akım elde edilir ve düz hat o kadar dikkatli hareket eder.

Akım-gerilim karakteristiği başlangıç ​​noktasından geçen düz bir çizgi olan, yani gerilim veya akım değiştiğinde direncin sabit kaldığı cihazlara lineer cihazlar denir... Lineer devreler, lineer dirençler terimleri de kullanılır.

Gerilim veya akım değiştiğinde direncin değiştiği cihazlar da vardır. O zaman akım ve gerilim arasındaki ilişki Ohm yasasına göre değil, daha karmaşık bir şekilde ifade edilir. Bu tür cihazlar için akım-gerilim karakteristiği, başlangıç ​​noktasından geçen düz bir çizgi değil, bir eğri veya kesikli bir çizgi olacaktır. Bu cihazlara doğrusal olmayan denir.

Bu konuda ayrıca bakınız: Ohm yasasının pratikte uygulanması

Ohm yasası anımsatıcı diyagramı