Ohmov zakon ima velik pomen v elektrotehniki kot temeljni koncept, ki zagotavlja dragocen vpogled v obnašanje električnih vezij. Z razumevanjem Ohmovega zakona lahko odklenete sposobnost izračunavanja napetosti, toka, upora in moči v vezju. V tej vadnici se bomo poglobili v načela Ohmovega zakona in raziskali, kako je moč povezana z električnimi vezji.
Ohmov zakon
Po Ohmovem zakonu bo imel prevodnik, ki povezuje dve točki, tok toka, ki je neposredno povezan z napetostjo okoli teh točk in obratno povezan z uporom prevodnika. Matematično se lahko predstavi kot:
V tej enačbi V predstavlja napetost, merjeno v voltih, I označuje tok, merjen v amperih, in R označuje upor, merjen v ohmih. Ta matematični odnos poudarja medsebojno povezavo med napetostjo, tokom in uporom. Po Ohmovem zakonu povečanje napetosti v vezju povzroči ustrezno povečanje toka, če upor ostane konstanten. Podobno, če se upor poveča, se tok zmanjša za določeno napetost.
Izračun napetosti, toka in upora
Razmislite o primeru za prikaz praktične uporabe Ohmovega zakona. Tokokrog z napetostjo 12 voltov in uporom 4 ohmov ter z uporabo Ohmovega zakona lahko izračunamo tok, ki teče skozi tokokrog:
Da bi našli vrednost toka (I), delimo obe strani enačbe s 4:
Zato je v tem primeru tok, ki teče skozi tokokrog, 3 ampere.
Moč v električnih tokokrogih
Moč ima velik pomen v električnih tokokrogih, saj označuje hitrost, s katero se električna energija porablja ali prenaša, kar igra ključno vlogo pri razumevanju obnašanja tokokroga. Moč (P) v električnem tokokrogu je mogoče izračunati z naslednjo enačbo:
Tukaj je P moč, ki se meri v vatih:
Enačba dokazuje, da je moč produkt toka in napetosti. To pomeni, da je moč, ki jo porabi naprava ali komponenta v tokokrogu, neposredno sorazmerna s tokom, ki teče skozi njo, in napetostjo na njej.
Izračun moči v električnih tokokrogih
Zdaj pa izračunajte moč, ki jo porabi naprava v vezju. Recimo, da imamo vezje s tokom 2 ampera in napetostjo 6 voltov in želimo določiti moč:
Zato je moč, ki jo porabi naprava v tem primeru, 12 vatov.
Tortni diagram formule Ohmovega zakona
Spodaj je tortni grafikon, ki prikazuje vse formule za izračun toka, upora, napetosti in moči katerega koli vezja:
Zaključek
Ohmov zakon zagotavlja temeljno razmerje med napetostjo, tokom in uporom, kar omogoča natančne izračune in napovedi v električnih vezjih. Poleg tega nam izračuni moči omogočajo, da ocenimo porabo energije in učinkovitost naprav in komponent v vezju.