Ohmov zakon ima značajnu važnost u elektrotehnici kao temeljni koncept, pružajući dragocjene uvide u ponašanje električnih krugova. Razumijevanjem Ohmovog zakona možete otključati sposobnost izračunavanja napona, struje, otpora i snage u krugu. U ovom ćemo vodiču proniknuti u principe Ohmovog zakona i istražiti kako je snaga povezana s električnim krugovima.
Ohmov zakon
Prema Ohmovom zakonu, vodič koji povezuje dvije točke imat će protok struje koji je izravno povezan s naponom oko tih točaka i obrnuto povezan s otporom vodiča. Matematički se može predstaviti kao:
U ovoj jednadžbi V predstavlja napon izmjeren u voltima, I označava struju izmjerenu u amperima, a R označava otpor izmjeren u ohmima. Ovaj matematički odnos naglašava međupovezanost između napona, struje i otpora. Prema Ohmovom zakonu, povećanje napona u krugu rezultira odgovarajućim povećanjem struje, s obzirom da otpor ostaje konstantan. Slično, ako se otpor povećava, struja se smanjuje za određeni napon.
Izračunavanje napona, struje i otpora
Razmotrite primjer kako biste pokazali praktičnu primjenu Ohmovog zakona. Krug s naponom od 12 volti i otporom od 4 ohma i koristeći Ohmov zakon, možemo izračunati struju koja teče kroz krug:
Da bismo pronašli vrijednost struje (I), obje strane jednadžbe podijelimo s 4:
Dakle, u ovom primjeru, struja koja teče kroz krug je 3 ampera.
Snaga u električnim krugovima
Snaga ima značajnu važnost u električnim krugovima, budući da označava brzinu kojom se električna energija troši ili prenosi, igrajući ključnu ulogu u razumijevanju ponašanja kruga. Snaga (P) u električnom krugu može se izračunati pomoću sljedeće jednadžbe:
Ovdje je P snaga koja se mjeri u vatima:
Jednadžba pokazuje da je snaga produkt struje i napona. To implicira da je snaga koju troši uređaj ili komponenta u krugu izravno proporcionalna i struji koja teče kroz njih i naponu na njemu.
Izračunavanje snage u električnim krugovima
Sada, da izračunamo snagu koju troši uređaj u krugu. Pretpostavimo da imamo krug sa strujom od 2 ampera i naponom od 6 volti, i želimo odrediti snagu tada:
Stoga je snaga koju troši uređaj u ovom primjeru 12 vata.
Tortni dijagram formule Ohmovog zakona
Ispod je tortni grafikon koji prikazuje sve formule za izračunavanje struje, otpora, napona i snage bilo kojeg kruga:
Zaključak
Ohmov zakon pruža temeljni odnos između napona, struje i otpora, omogućujući točne izračune i predviđanja u električnim krugovima. Osim toga, izračuni snage omogućuju nam procjenu potrošnje energije i učinkovitosti uređaja i komponenti unutar kruga.