Αρχική / Οδηγοί / Νόμος του Ohm
    Βασικές αρχές ηλεκτρολογίας · Οδηγός για αρχάριους

    Ο νόμος του Ohm στην πράξη

    Τι σημαίνουν πραγματικά τα volt, τα ampere και τα ohm; Δείτε τις σχέσεις τους, ένα απλό κύκλωμα και τους υπολογισμούς βήμα προς βήμα.

    ΞΕΚΙΝΗΣΤΕ ΕΔΩ

    Όταν συνδέουμε μια αντίσταση σε μια μπαταρία, γιατί ρέει ρεύμα; Και γιατί μια μικρότερη αντίσταση επιτρέπει μεγαλύτερο ρεύμα;

    Ο νόμος του Ohm απαντά σε αυτά τα ερωτήματα με τρία μεγέθη: τάση, ένταση ρεύματος και αντίσταση. Αν γνωρίζετε δύο από αυτά, μπορείτε να βρείτε το τρίτο — για κύκλωμα του οποίου η αντίσταση παραμένει σταθερή. Στο εργαλείο φαίνονται και τα τρία πεδία: μπορείτε ακόμη να επεξεργαστείτε το αυτόματα υπολογισμένο πεδίο, ώστε να το χρησιμοποιήσετε ως νέα είσοδο.

    Δοκιμάστε το εργαλείο →Ή ακολουθήστε το παρακάτω παράδειγμα.
    01 · Βασικές έννοιες

    Η βασική εικόνα

    Απλό κύκλωμα: πηγή και αντίστασηΕννοιολογικό κύκλωμα DC
    R = 6 ΩΑΝΤΙΣΤΑΣΗ+−V = 12 VI = 2 AΙσχύς που καταναλώνεται στην αντίστασηP = 24 W
    Πηγή 12 V στα άκρα αντίστασης 6 Ω προκαλεί ρεύμα 2 A στο ιδανικό κύκλωμα. Η αντίσταση μετατρέπει 24 W σε θερμότητα. Το διάγραμμα επεξηγεί την ηλεκτρική αρχή και δεν αποτελεί οδηγία ασφαλούς συνδεσμολογίας.

    Η μπαταρία δημιουργεί διαφορά δυναμικού. Η αντίσταση περιορίζει τη ροή ηλεκτρικού φορτίου. Μαζί καθορίζουν το ρεύμα που διαρρέει το κύκλωμα. Σε ένα κλειστό κύκλωμα με σταθερή αντίσταση, η αύξηση της τάσης αυξάνει το ρεύμα, ενώ η αύξηση της αντίστασης το μειώνει.

    V

    Τάση

    Volt (V)

    Διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού μεταξύ δύο σημείων.

    I

    Ένταση ρεύματος

    Ampere (A)

    Το ηλεκτρικό φορτίο που διέρχεται ανά δευτερόλεπτο.

    R

    Αντίσταση

    Ohm (Ω)

    Ο βαθμός στον οποίο ένα υλικό ή εξάρτημα αντιστέκεται στη διέλευση ρεύματος.

    02 · Τάση

    Τι είναι η τάση;

    Η τάση (V) είναι η διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού μεταξύ δύο σημείων. Μπορούμε να τη σκεφτούμε ως την ενέργεια ανά μονάδα ηλεκτρικού φορτίου. Μια μπαταρία 12 V παρέχει 12 joule ανά coulomb φορτίου που μετακινείται μεταξύ των πόλων της.

    Η τάση από μόνη της δεν αρκεί για να γνωρίζουμε το ρεύμα. Αυτό εξαρτάται από την αντίσταση του συνδεδεμένου κυκλώματος.

    Το βολτόμετρο μετρά την τάση μεταξύ δύο σημείων και συνδέεται παράλληλα με το τμήμα του κυκλώματος που μετράμε.
    03 · Ένταση ρεύματος

    Τι είναι το ηλεκτρικό ρεύμα;

    Η ένταση ρεύματος (I) είναι ο ρυθμός ροής ηλεκτρικού φορτίου. Ένα ampere σημαίνει ότι από ένα σημείο διέρχεται ένα coulomb φορτίου ανά δευτερόλεπτο.

    I=QtI=\frac{Q}{t}

    Αν η αντίσταση του σχήματος διαρρέεται από 2 A, από ένα σημείο περνούν δύο coulomb ανά δευτερόλεπτο. Σε ένα απλό κύκλωμα χωρίς διακλαδώσεις, το ρεύμα είναι ίδιο σε κάθε σημείο της διαδρομής.

    Το αμπερόμετρο μετρά το ρεύμα που διαρρέει έναν κλάδο· συνδέεται σε σειρά ή χρησιμοποιούμε κατάλληλη αμπεροτσιμπίδα. Μη συνδέετε ποτέ συμβατικό αμπερόμετρο απευθείας στα άκρα μιας πηγής τάσης.
    04 · Αντίσταση

    Τι είναι η αντίσταση;

    Η αντίσταση (R) εκφράζει την αντίθεση στη διέλευση ρεύματος. Για ίδια εφαρμοζόμενη τάση, μεγαλύτερη αντίσταση σημαίνει μικρότερο ρεύμα. Μονάδα μέτρησης είναι το ohm (Ω).

    Οι αντιστάτες κατασκευάζονται ώστε να έχουν προβλέψιμη αντίσταση, αλλά αντίσταση εμφανίζουν επίσης οι πραγματικοί αγωγοί και τα φορτία. Η θερμοκρασία έχει σημασία: η αντίσταση ενός θερμαντικού στοιχείου ή του ψυχρού νήματος λαμπτήρα πυρακτώσεως μπορεί να αλλάξει καθώς θερμαίνεται.

    05 · Βασική εξίσωση

    Ένας νόμος, τρεις χρήσιμες μορφές

    Ανάλογα με τα γνωστά μεγέθη, αναδιατάσσουμε την ίδια σχέση:

    V=I×RV=I\times R
    I=VRI=\frac{V}{R}
    R=VIR=\frac{V}{I}

    Έλεγχος μονάδων: ένα ohm ισούται με ένα volt ανά ampere. Για παράδειγμα, πηγή 12 V στα άκρα αντίστασης 6 Ω δίνει ρεύμα 2 A.

    I=12 V6 Ω=2 AI=\frac{12\ \mathrm{V}}{6\ \Omega}=2\ \mathrm{A}
    06 · Ισχύς

    Τι εκφράζουν τα watt;

    Η ηλεκτρική ισχύς (P) είναι ο ρυθμός μεταφοράς ενέργειας. Μετριέται σε watt (W). Σε έναν αντιστάτη, η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται κυρίως σε θερμότητα.

    P=V×IP=V\times I

    Με τον νόμο του Ohm μπορούμε να αντικαταστήσουμε την τάση ή το ρεύμα και να πάρουμε δύο ισοδύναμες μορφές για ωμικά φορτία.

    P=I2×RP=I^2\times R
    P=V2RP=\frac{V^2}{R}

    Στο παράδειγμά μας, 12 V και 2 A δίνουν 24 W. Η ονομαστική ισχύς του αντιστάτη πρέπει να επαρκεί για την πραγματική απώλεια ισχύος, με κατάλληλο θερμικό περιθώριο.

    07 · Γραφική κατανόηση

    Γιατί η γραφική παράσταση τάσης–ρεύματος είναι ευθεία

    Τάση ως προς ρεύμα για σταθερή αντίστασηΠαράδειγμα: R = 6 Ω
    0016212318Ρεύμα I (A)Τάση V (V)R = 6 Ω
    Για σταθερή ωμική αντίσταση, η γραφική παράσταση είναι ευθεία: διπλασιασμός του ρεύματος απαιτεί διπλάσια τάση. Η κλίση (V/I) ισούται με την αντίσταση. Στα πραγματικά εξαρτήματα, η αντίσταση μπορεί να μεταβάλλεται με τη θέρμανση.

    Αν η αντίσταση είναι σταθερή, η τάση είναι ανάλογη του ρεύματος. Αντιστάτης 6 Ω χρειάζεται 6 V για 1 A, 12 V για 2 A και 18 V για 3 A. Ο διπλασιασμός της τάσης διπλασιάζει το ρεύμα σε αυτό το ιδανικό μοντέλο.

    08 · Πρακτικά παραδείγματα

    Δύο λυμένα παραδείγματα

    ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ Α

    Πηγή 12 V με αντιστάτη 6 Ω

    Γνωστά: τάση και αντίσταση. Ζητούμενα: ρεύμα και ισχύς.

    I=VR=126=2 AI=\frac{V}{R}=\frac{12}{6}=2\ \mathrm{A}
    P=V×I=12×2=24 WP=V\times I=12\times2=24\ \mathrm{W}

    Αποτέλεσμα: το ρεύμα είναι 2 A και η ισχύς που καταναλώνει ο αντιστάτης 24 W.

    ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ Β

    Θερμαντικό στοιχείο DC 48 V που απορροφά 8 A

    Γνωστά: τάση και ρεύμα. Ζητούμενα: ισοδύναμη αντίσταση λειτουργίας και ισχύς.

    R=VI=488=6 ΩR=\frac{V}{I}=\frac{48}{8}=6\ \Omega
    P=V×I=48×8=384 WP=V\times I=48\times8=384\ \mathrm{W}

    Αποτέλεσμα: το στοιχείο λειτουργεί με ισοδύναμη αντίσταση 6 Ω και απορροφά 384 W υπό αυτές τις συνθήκες.

    09 · Πεδίο εφαρμογής

    Πότε εφαρμόζεται ο νόμος του Ohm;

    Το εργαλείο θεωρεί θετικά μεγέθη και σταθερή, γραμμική αντίσταση. Σχεδιάστηκε για ωμικά κυκλώματα συνεχούς ρεύματος και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί με ενεργές τιμές (RMS) τάσης και ρεύματος σε αμιγώς ωμικά φορτία AC, όπου τάση και ρεύμα είναι συμφασικά.

    Για κινητήρες, μετασχηματιστές, πυκνωτές και πηνία σε AC, η αντίσταση μόνη της δεν αρκεί. Το ρεύμα εξαρτάται από τη σύνθετη αντίσταση, που περιλαμβάνει αντίδραση και γωνία φάσης. Μια δίοδος, το νήμα λαμπτήρα πυρακτώσεως ή μια θερμοεξαρτώμενη αντίσταση μπορεί να μην έχει σταθερή χαρακτηριστική αντίστασης σε όλα τα σημεία λειτουργίας.

    Πεδίο εφαρμογής: αυτό το εισαγωγικό εργαλείο δεν υπολογίζει τριφασικά ρεύματα, συντελεστή ισχύος AC, ρυθμίσεις προστασιών, πτώση τάσης ή ασφάλεια κυκλώματος. Για αυτά χρησιμοποιήστε το αντίστοιχο εξειδικευμένο εργαλείο του KiloVolt.
    10 · Αντιμετώπιση προβλημάτων

    Συνηθισμένα λάθη που πρέπει να αποφεύγετε

    Σύγχυση μεταξύ kΩ και Ω

    1 kΩ σημαίνει 1.000 Ω. Μετατρέψτε τις μονάδες πριν εισαγάγετε τιμές.

    Διαίρεση με μηδέν

    Αν το ρεύμα είναι μηδέν, το V/I δεν δίνει πεπερασμένη αντίσταση. Το ανοικτό κύκλωμα χρειάζεται διαφορετική ερμηνεία.

    Χρήση της αντίστασης σε ψυχρή κατάσταση για υψηλή θερμοκρασία

    Οι πραγματικές αντιστάσεις μπορεί να μεταβάλλονται με τη θερμοκρασία λειτουργίας· μην υποθέτετε σταθερή αντίσταση όταν η μεταβολή είναι σημαντική.

    Χρήση του τύπου DC για σύνθετα φορτία AC

    Για φορτία AC με άεργη συνιστώσα λάβετε υπόψη τη σύνθετη αντίσταση και τη γωνία φάσης, όχι μόνο την ωμική αντίσταση.

    ΕΤΟΙΜΟΙ ΓΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟ;

    Δοκιμάστε τον νόμο του Ohm

    Επιλέξτε δύο γνωστά ηλεκτρικά μεγέθη και δείτε όλα τα αποτελέσματα με αναλυτικούς τύπους.

    Άνοιγμα εργαλείου υπολογισμού βάσει του νόμου του Ohm →

    Τα εκπαιδευτικά παραδείγματα θεωρούν ιδανικά στοιχεία. Στον πραγματικό εξοπλισμό και τις εγκαταστάσεις ακολουθείτε πάντοτε τις κατάλληλες πρακτικές ηλεκτρικής ασφάλειας.