Ohmi seadus: pinge, voolu ja takistuse definitsioon ja valem
Õpi Ohmi seadust: pinge (V), vool (I) ja takistus (R) ning valemid I=V/R, V=IR, R=V/I koos praktiliste näidete ja lihtsate selgitustega.
Ohmi seadus ütleb, et elektriahelas kahe punkti vahelist takistit läbiv vool on seotud kahe punkti vahelise pingevahega ja sama takistuse suurusega ehk elektritakistusega. See tähendab lihtsat otsest proportsionaalsust: suurema pingega läbi fikseeritud takistuse voolab suurem vool.
Põhiline valem
Ohmi seaduse saab väljendada kolmel ekvivalentsel kujul:
I = V R või V = I R või R = V I {\displaystyle I={\frac {V}{R}}\quad {\text{or}}\quad V=IR\quad {\text{or}}\quad R={\frac {V}{I}}} 
Kus I on vool amprites, V on potentsiaalide vahe ehk pinge voltides ja R on konstant, mida mõõdetakse oomides (sümbol Ω) ning mida nimetatakse resistentsuseks.
Põhimõisted ja täiendavad seosed
- Vool (I) – laengute voog, tavaliselt amperites (A).
- Pinge (V) – elektripotentsiaalide erinevus, voltides (V).
- Takistus (R) – takistus voolu kulgemisele, oomides (Ω).
- Juhtivus (G) – takistuse pöördväärtus, G = 1/R, ühikuks siimens (S).
Näide
Kui kahe punkti vahel on pinge 10 V ja takistus on 5 Ω, siis vool on
I = V / R = 10 V / 5 Ω = 2 A.
Alternatiivselt, kui vool ja pinge on teada, saab takistuse leida valemist R = V / I. Näiteks kui V = 12 V ja I = 2 A, siis R = 6 Ω. (Algse teksti esimene vormel on illustratsiooniks: R = V I {\displaystyle R={\frac {V}{I}}} 
)
Võimsus
Elektriseadme poolt tarbitav või muudetav võimsus P on seotud pingega ja vooluga:
- P = V · I
- ühendades Ohmi seadusega: P = I² R
- või P = V² / R
Näide: kui V = 12 V ja R = 6 Ω, siis I = 2 A ja P = V·I = 24 W.
Piirangud ja erandid
Ohmi seadus kehtib hästi paljude materjalide ja pedaalsete passiivselementide puhul, mida nimetatakse ohmilisteks või lineaarselt käituvateks (R ei muutu sõltuvalt V või I). Kuid seadus ei ole universaalne:
- Paljud pooljuhtseadmed (dioodid, transistorid) ja gaasistruktuurid on mitte-ohmilised — nende V–I seos ei ole lineaarne.
- Takistus võib oluliselt sõltuda temperatuurist; metallide takistus tavaliselt suureneb temperatuuri tõustes, termistoritel võib see vähenduda või suureneda sõltuvalt tüübist.
- Suure voolu korral või väga lühikeste ajaskaala puhul võivad esineda ka elektromagnetilised efektid, mida lihtne Ohmi seadus ei hõlma.
Praktilised märkused
- Mõõtmisel kasutage sobivaid mõõteseadmeid: voolu mõõtmiseks ampermeetrit jadamisi, pinget voltmeetrit paralleelselt.
- Allika sisemine takistus ja ühenduste takistused võivad mõjutada tegelikku pinget ja voolu ahelas.
- Elektri ohutus: enne mõõtmist või tööde tegemist lülitage seadmed välja ja järgige ohutusjuhiseid — vool ja pinge võivad põhjustada vigastusi või kahjustusi.
Kokkuvõte
Ohmi seadus seob lihtsal viisil pinge, voolu ja takistuse: I = V / R. See on aluseks paljudele elektri- ja elektroonikaarvutustele, kuid tuleb meeles pidada seaduse piiranguid ja seda, et kõik komponendid ei ole ohmilised. Praktikas kasutatakse lisaks takistusele ka juhtivust, võimsuse arvutusi ja arvestatakse temperatuuri ning allika sisemist takistust.
Vool, pinge ja takistus
Pinge
Pinge on see, kui palju energiat on kahe punkti vahel vooluahelas. Nendel kahel punktil on erinevad laengud, üks on kõrgem ja teine madalam. Nende kahe punkti laengu vahe on see, kuidas me pingeid mõõdame. Ühik "volt" on Itaalia füüsiku Alessandro Volta nimi, kes lõi esimese keemilise patarei. Täht "V" tähistab pinget.
Praegune
Vool on see, kui kiiresti laeng voolab. Mida suurem on laeng, seda kiirem on vool. Vool on seotud vooluahelas voolavate elektronidega. Vool mõõdab, kui kiiresti elektronid liiguvad. Voolu ühik on "amper" ja tavaliselt kirjutab inimene seda "ampriks". Täht "I" võib kujutada kui voolu.
Vastupidavus
Takistus on see, kui palju vooluahela takistab laengu voolu. See tagab, et laeng ei voola liiga kiiresti ja ei kahjusta komponente. Lülitusahelas võib lambipirn olla takistus. Kui elektronid voolavad läbi lambipirni, siis süttib lambipirn. Kui takistus on suur, siis on lamp hämaram. Takistuse ühik on "Ω", mida nimetatakse oomeks ja hääldatakse "ohm", see on Ohmi seaduse leiutaja nimi.
Kuidas on vool, pinge ja takistus seotud
Vool, pinge ja takistus on omavahel seotud, mida nimetatakse "Ohmi seaduseks". Ohm määratleb takistuse ühiku "1 Ohm" kui takistuse kahe punkti vahel juhis, kus 1 volt surub 1 amprit või 6,241×10^18 elektroni.
Leia kõik väärtused ahelas
Näiteks teadlane teab, et pinge väärtus on 20V. Teada on ka takistus, mis on lambipirnil 10 Ω. Nüüd tuleb leida teine tundmatu muutuja, milleks on vool. Selle lahendamiseks saab kasutada Ohmi seaduse valemit. Kahe teadaoleva muutuja, V(pinge) ja R(takistus), puhul jääb leida ainult muutuja I(vool).
20V = 10Ω * I
I = 2A
Teadlane saab probleemi lahendamiseks alati piisavalt teavet teiste väärtuste kohta, ainus asi, mida teadlane peab meelde jätma, on Ohmi seaduse valem. Siis kasutatakse seda koos sellega, mis on antud, et lahendada tundmatu osa. Ülaltoodud näites on voolutugevus 2 amprit.
Küsimused ja vastused
K: Mis on Ohmi seadus?
V: Ohmi seadus sätestab, et elektriahelas on takistit läbiv vool seotud pinge erinevuse ja kahe poole vahelise elektritakistusega, kui elektrijuhi füüsikalised tingimused ja temperatuur jäävad samaks.
K: Kuidas saab Ohmi seadust kirjutada?
V: Ohmi seadust saab kirjutada kolmel viisil, sõltuvalt sellest, milline muutuja on paigutatud võrdusmärgist vasakule: I = V/R, V = IR või R = V/I.
K: Mida tähendab I?
V: I tähistab voolu amperites.
K: Mida tähendab V?
V: V tähistab potentsiaali erinevust voltides.
K: Mida tähendab R?
V: R tähistab takistust, mõõdetuna oomides.
Otsige