Omo dėsnis: apibrėžimas, formulė ir pavyzdžiai

Sužinokite Omo dėsnį: aiškus apibrėžimas, formulės (V=IR, I=V/R, R=V/I), praktiniai pavyzdžiai ir sprendimo žingsniai mokymuisi bei inžinerijai.

Omo dėsnis teigia, kad elektros grandinėje srovė, tekanti per rezistorių tarp dviejų taškų, yra proporcinga įtampos skirtumui tarp šių taškų ir priklauso nuo elektrinevarža tarp šių taškų. Kitaip tariant, norint, kad per varžą tekėtų srovė, ant tos varžos turi būti įtampa; jos sąryšis aprašomas paprastomis formulėmis, pateikiamomis žemiau.

Formulė

Omo dėsnis matematiškai užrašomas taip:

• I = V / R — srovė I (amperais) lygi įtampos V (voltais) ir dalijasi iš varžos R (omais).
• V = I · R — įtampa V lygi srovei I, dauginamai iš varžos R.
• R = V / I — varža R lygi įtampos ir srovės santykiui.

R = V I {\displaystyle R={\frac {V}{I}}}

I = V R arba V = I R arba R = V I {\displaystyle I={\frac {V}{R}}\quad {\text{or}}\quad V=IR\quad {\text{or}}\quad R={\frac {V}{I}}}

Vienetai ir simboliai

• I — srovė, matuojama amperais (A).
• V — įtampa (potencialų skirtumas), matuojama voltais (V).
• R — varža, matuojama omais (Ω), ir dažnai vadinama varža.

Pavyzdžiai ir skaičiavimai

• Pavyzdys 1: Duota V = 12 V ir R = 6 Ω. I = V / R = 12 / 6 = 2 A.
• Pavyzdys 2: Jei per grandinę teka I = 0,5 A ir ant gnybto matome V = 5 V, tai R = V / I = 5 / 0,5 = 10 Ω.
• Pavyzdys 3 (konkreti situacija): jei elektriniame prietaise varža 8 Ω ir prijungiame 24 V šaltinį, srovė bus I = 24 / 8 = 3 A.

Galia

Galią (šiluminę ar elektrinę energiją, išskiriamą varžoje) suskaičiuojame pagal:

• P = V · I
• P = I² · R
• P = V² / R

Šios formulės gaunamos sujungiant Omo dėsnį su apibrėžimu P = V · I.

Ribos, prielaidos ir netiesiniai elementai

Omo dėsnis galioja tik tuomet, kai elemento santykis tarp V ir I yra linijinis ir fizikinės sąlygos (ypač temperatūra) išlieka pastovios. Tokie elementai vadinami omaisiais. Tačiau daugelis realių prietaisų yra neomaiški:

• Filamento lemputės varža didėja kaitinant siūlą — santykis V–I nėra tiesinė funkcija.
• Puslaidininkiai (diodai, tranzistoriai) ir termistoriai rodo aiškiai netiesinį V–I ryšį.
• Temperatūros koeficientas — kai kurių medžiagų varža priklauso nuo temperatūros; Omo dėsnis taikomas tik esant pastoviai temperatūrai.

Matuokliai ir praktika

• Norint matuoti srovę, naudojamas ampermetras; jį reikia jungti serijinai grandinei.
• Norint matuoti įtampą, naudojamas voltmetras; jį jungti paraleliai matuojamai daliai grandinės.
• Varžą galima apskaičiuoti iš matuotų V ir I reikšmių arba pamatuoti tiesiogiai ommetru (dažnai multimetras turi varžos matavimo funkciją).

Taikymas ir svarba

Omo dėsnis yra pagrindinis elektrotechnikos ir elektronikos principas. Jis naudojamas grandinių analizėje, komponentų parinkime, saugumo skaičiavimuose ir energijos nuostolių prognozavime. Nustatant tinkamą varžą, galima valdyti srovę įkraunantį ir apsauginį el. grandinės elgesį.

Trumpa istorija

Omo dėsnį atrado vokiečių fizikas Georg Simon Ohm 1827 m. Jo darbas parodė, kad tam tikromis sąlygomis įtampa ir srovė yra tiesiogiai proporcingi, o proporcingumo koeficientas — varža — yra medžiagos savybė.

Santrauka

Trumpai: Omo dėsnis susieja įtampą, srovę ir varžą formulėmis I = V / R, V = I R ir R = V / I. Šis dėsnis taikomas omiesiems elementams esant išlikusioms tos pačios temperatūros sąlygoms; netiesiniai ir temperatūrai jautrūs elementai reikalauja platesnės analizės. Taip pat svarbu žinoti, kaip matuoti V ir I praktiškai, kad būtų teisingai pritaikyti Omo dėsniai skaičiavimuose.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra Omo dėsnis?

K: Kaip galima užrašyti Omo dėsnį?

K: Ką reiškia I?

K: Ką reiškia V?

K: Ką reiškia R?

Paieška pagal raidę