Ohms lov har væsentlig betydning i elektroteknik som et grundlæggende koncept, der giver værdifuld indsigt i opførsel af elektriske kredsløb. Ved at forstå Ohms lov kan du låse op for evnen til at beregne spænding, strøm, modstand og effekt i et kredsløb. I denne tutorial vil vi dykke ned i principperne for Ohms lov og undersøge, hvordan strøm er relateret til elektriske kredsløb.
Ohms lov
Ifølge Ohms lov vil en leder, der forbinder to punkter, have en strøm, der er direkte korreleret til spændingen omkring disse punkter og omvendt korreleret til lederens modstand. Matematisk kan det repræsenteres som:
I denne ligning repræsenterer V spændingen målt i volt, I betegner strømmen målt i ampere, og R betegner modstanden målt i ohm. Dette matematiske forhold fremhæver sammenhængen mellem spænding, strøm og modstand. Ifølge Ohms lov resulterer en stigning i spændingen over et kredsløb i en tilsvarende stigning i strøm, givet at modstanden forbliver konstant. På samme måde, hvis modstanden stiger, falder strømmen for en given spænding.
Beregning af spænding, strøm og modstand
Overvej et eksempel for at demonstrere den praktiske anvendelse af Ohms lov. Et kredsløb med en spænding på 12 volt og en modstand på 4 ohm og ved at bruge Ohms lov kan vi beregne strømmen, der løber gennem kredsløbet:
For at finde værdien af strømmen (I) dividerer vi begge sider af ligningen med 4:
Derfor er strømmen, der flyder gennem kredsløbet, i dette eksempel 3 ampere.
Strøm i elektriske kredsløb
Strøm har væsentlig betydning i elektriske kredsløb, da det angiver den hastighed, hvormed elektrisk energi forbruges eller overføres, hvilket spiller en afgørende rolle i forståelsen af kredsløbsadfærd. Effekten (P) i et elektrisk kredsløb kan beregnes ved hjælp af følgende ligning:
Her er P den effekt, der måles i watt:
Ligningen viser, at effekt er produktet af strøm og spænding. Dette indebærer, at den strøm, der forbruges af en enhed eller komponent i et kredsløb, er direkte proportional med både strømmen, der strømmer gennem den, og spændingen over den.
Beregning af effekt i elektriske kredsløb
Nu for at beregne den strøm, der forbruges af en enhed i et kredsløb. Antag, at vi har et kredsløb med en strøm på 2 ampere og en spænding på 6 volt, og så vil vi bestemme effekten:
Derfor er strømforbruget af enheden i dette eksempel 12 watt.
Ohms lovformel cirkeldiagram
Nedenfor er cirkeldiagrammet, der viser alle formlerne til beregning af strøm, modstand, spænding og effekt af ethvert kredsløb:
Konklusion
Ohms lov giver et grundlæggende forhold mellem spænding, strøm og modstand, hvilket muliggør nøjagtige beregninger og forudsigelser i elektriske kredsløb. Derudover giver strømberegninger os mulighed for at evaluere energiforbruget og effektiviteten af enheder og komponenter i et kredsløb.