Ohmov zákon má veľký význam v elektrotechnike ako základný koncept, ktorý poskytuje cenné poznatky o správaní elektrických obvodov. Pochopením Ohmovho zákona môžete odomknúť schopnosť vypočítať napätie, prúd, odpor a výkon v obvode. V tomto návode sa ponoríme do princípov Ohmovho zákona a preskúmame, ako moc súvisí s elektrickými obvodmi.
Ohmov zákon
Podľa Ohmovho zákona bude mať vodič spájajúci dva body tok prúdu, ktorý priamo koreluje s napätím okolo týchto bodov a nepriamo koreluje s odporom vodiča. Matematicky to môže byť reprezentované ako:
V tejto rovnici V predstavuje napätie merané vo voltoch, I označuje prúd meraný v ampéroch a R znamená odpor meraný v ohmoch. Tento matematický vzťah zdôrazňuje prepojenie medzi napätím, prúdom a odporom. Podľa Ohmovho zákona zvýšenie napätia v obvode vedie k zodpovedajúcemu zvýšeniu prúdu za predpokladu, že odpor zostáva konštantný. Podobne, ak sa odpor zvýši, prúd sa pre dané napätie zníži.
Výpočet napätia, prúdu a odporu
Zvážte príklad, ktorý demonštruje praktickú aplikáciu Ohmovho zákona. Obvod s napätím 12 voltov a odporom 4 ohmy a pomocou Ohmovho zákona môžeme vypočítať prúd pretekajúci obvodom:
Aby sme našli hodnotu prúdu (I), vydelíme obe strany rovnice 4:
V tomto príklade je teda prúd pretekajúci obvodom 3 ampéry.
Napájanie v elektrických obvodoch
Napájanie má v elektrických obvodoch veľký význam, pretože označuje rýchlosť, akou sa elektrická energia spotrebováva alebo prenáša, čo zohráva kľúčovú úlohu pri pochopení správania obvodu. Výkon (P) v elektrickom obvode možno vypočítať pomocou nasledujúcej rovnice:
Tu je P výkon, ktorý sa meria vo wattoch:
Rovnica ukazuje, že výkon je súčinom prúdu a napätia. To znamená, že energia spotrebovaná zariadením alebo komponentom v obvode je priamo úmerná prúdu, ktorý ním preteká, a napätiu v ňom.
Výpočet výkonu v elektrických obvodoch
Teraz vypočítajme energiu spotrebovanú zariadením v obvode. Predpokladajme, že máme obvod s prúdom 2 ampéry a napätím 6 voltov a potom chceme určiť výkon:
Preto je výkon spotrebovaný zariadením v tomto príklade 12 wattov.
Koláčový graf vzorca Ohmov zákon
Nižšie je koláčový graf, ktorý zobrazuje všetky vzorce na výpočet prúdu, odporu, napätia a výkonu ľubovoľného obvodu:
Záver
Ohmov zákon poskytuje základný vzťah medzi napätím, prúdom a odporom, čo umožňuje presné výpočty a predpovede v elektrických obvodoch. Výpočty energie nám navyše umožňujú vyhodnotiť spotrebu energie a účinnosť zariadení a komponentov v rámci obvodu.