Calcula el voltatge, el corrent o la resistència instantàniament amb aquest calculador gratuït de la Llei d'Ohm. Introdueix qualsevol dos valors per resoldre V=IR. Inclou exemples pràctics, fórmules i solucions pas a pas per al disseny de circuits.
La Llei d'Ohm defineix com es relacionen la tensió, el corrent i la resistència en circuits elèctrics. El físic alemany Georg Simon Ohm va descobrir aquest principi el 1827, establint que la tensió (V) és igual al corrent (I) multiplicat per la resistència (R): V = I × R.
Quan estàs resolent problemes en un circuit que no s'engega, o seleccionant la resistència adequada per a un LED, estàs aplicant la Llei d'Ohm, tant si te n'adones com si no. Aquesta calculadora resol qualsevol valor que falti quan proporciones dos paràmetres coneguts, eliminant els càlculs manuals i reduint els errors en el disseny de circuits, la selecció de components i la resolució de problemes elèctrics.
El calculador determina automàticament el valor que falta quan proporcioneu dos paràmetres coneguts. Aquí és el que el fa senzill:
Nota: El calculador requereix exactament dos valors. Un error comú és omplir els tres camps—quan això passa, esborreu el camp que voleu calcular.
El calculador valida les vostres entrades abans de calcular:
Els missatges d'error us assenyalen l'issue específic, fent la correcció senzilla.
La fórmula principal de la Llei d'Ohm s'expressa com:
On:
A partir d'aquesta fórmula principal, podem derivar dues formes addicionals:
Per calcular el Corrent:
Per calcular la Resistència:
La calculadora selecciona automàticament la fórmula apropiada basant-se en els seus inputs:
Escenari 1: Calcular Voltatge (V)
Escenari 2: Calcular Corrent (I)
Escenari 3: Calcular Resistència (R)
La calculadora mostra tant la fórmula com els valors substituïts, ajudant-lo a verificar que el càlcul coincideixi amb les seves expectatives.
Els càlculs es realitzen amb aritmètica de coma flotant de doble precisió per garantir l'exactitud. Els resultats es mostren arrodonits a un nombre apropiat de decimals per a la llegibilitat, mentre que els càlculs interns mantenen la precisió completa.
Disseny de Circuits i Projectes LED Quan es construeix un circuit LED amb una bateria de 9V, cal protegir el LED d'un corrent excessiu. Si el LED requereix 20mA i té una caiguda de tensió cap endavant de 2V, el calculador mostra ràpidament que es necessita un resistor de 350Ω (feu servir el valor estàndard més proper: 330Ω o 390Ω). Sense aquest càlcul, es corre el risc de cremar el LED instantàniament.
Resolució de Fallades de Circuit Heus aquí el que passa a la pràctica: es mesuren 12V a un subministrament d'energia però només 8V arriben al component. En mesurar el corrent (diguem, 0,5A) i fent servir la Llei d'Ohm, es calcula la resistència del cable que causa la caiguda: R = 4V / 0,5A = 8Ω. Aquesta resistència inesperadament alta sovint indica connexions corroïdes o cablejat insuficient.
Selecció de Components per a la Gestió de Potència En seleccionar resistors per a divisors de tensió o limitadors de corrent, la Llei d'Ohm determina tant el valor de resistència com la potència nominal necessària. Un resistor de 100Ω que baixa 5V porta 50mA, dissipant 0,25W, la qual cosa requereix un resistor amb una classificació d'almenys 0,5W per evitar l'escalfament.
Càlculs de Vida de Bateria Per a projectes portàtils, saber que el circuit consumeix 150mA d'una bateria de 2000mAh ajuda a estimar el temps de funcionament: aproximadament 13 hores. La Llei d'Ohm connecta la resistència del circuit amb aquest consum de corrent, permetent l'optimització abans de la construcció.
Verificació de Seguretat Abans de fer un prototip, verifiqueu que el corrent calculat no superi les classificacions dels components. Un error comú és subestimar el corrent a través de camins de baixa resistència, la qual cosa pot danyar CI, traces o crear riscos d'incendi.
Limitacions: La Llei d'Ohm s'aplica a materials òhmics (conductors lineals) sota temperatura constant. No s'aplica directament a components no lineals com díodes, transistors o termistors sense modificació. Per a circuits de CA, cal tenir en compte la impedància (resistència complexa) en lloc de la resistència simple.
Mentre que la Llei d'Ohm és fonamental per a l'anàlisi de circuits, hi ha altres lleis i mètodes relacionats que fan servir els enginyers elèctrics:
Llei de Potència: Descriu la relació entre potència elèctrica, tensió i corrent (P = V × I). Es pot combinar amb la Llei d'Ohm per derivar fórmules addicionals com P = I²R o P = V²/R.
Llei de Tensió de Kirchhoff (KVL): Estableix que la suma de totes les tensions al voltant d'un bucle tancat en un circuit és zero. Essencial per analitzar circuits complexos amb múltiples components.
Llei de Corrent de Kirchhoff (KCL): Estableix que la suma dels corrents que entren a un node és igual a la suma dels corrents que surten. S'utilitza juntament amb la Llei d'Ohm per a l'anàlisi de circuits.
Teorema de Thevenin: Permet simplificar circuits complexos en circuits equivalents amb una única font de tensió i resistència en sèrie.
Teorema de Norton: Similar al de Thevenin, però utilitza una font de corrent i resistència paral·lela per a la simplificació de circuits.
Georg Simon Ohm (1789-1854) va publicar la seva descripció matemàtica dels circuits elèctrics el 1827, documentant el que ara coneixem com la Llei d'Ohm. La comunitat científica inicialment va rebutjar el seu treball—alguns col·legues fins i tot se'n van burlar perquè contradeia les teories establertes sobre l'electricitat.
El que fa interessant la historia d'Ohm: va construir els seus propis instruments de precisió, incloent-hi termoparells personalitzats, perquè l'equipament existent no era prou precís per als seus experiments. A través de mesuraments laboriosos del flux de corrent a través de cables de diversos materials i gruixos, va identificar la relació proporcional entre voltatge i corrent.
El reconeixement va arribar a poc a poc. La Royal Society li va atorgar la Medalla Copley el 1841, catorze anys després de la seva publicació. El 1881, el Congrés Elèctric Internacional va honorar la seva contribució donant el nom d'"ohm" a la unitat de resistència elèctrica—un homenatge just considerant com de fonamental es va tornar aquest concepte per a l'enginyeria elèctrica.
Durant l'era del telègraf i la posterior electrificació de les ciutats a finals del 1800, la Llei d'Ohm es va revelar indispensable. Els enginyers que dissenyaven sistemes de distribució elèctrica necessitaven predir caigudes de voltatge, calcular mides de cables i prevenir l'escalfament. Els mateixos principis s'apliquen avui dia, ja sigui quan es resolen problemes en un circuit de microcontrolador o es dissenya la distribució d'energia per a un centre de dades.
El que és remarcable de la Llei d'Ohm és la seva permanència: malgrat gairebé 200 anys d'avenços tecnològics—des de les cèl·lules galvàniques fins als circuits integrats—la relació fonamental V = I × R roman inalterada i universalment aplicable als circuits resistius.
La Llei d'Ohm descriu com es relacionen tres propietats elèctriques: voltatge (pressió elèctrica), corrent (taxa de flux) i resistència (oposició al flux). La relació és V = I × R. Penseu-ho com l'aigua que flueix per un tub: el voltatge és la pressió de l'aigua, el corrent és la taxa de flux i la resistència és com el tub restringeix el flux. Si augmenteu la pressió (voltatge) o disminuïu la restricció (resistència), el flux (corrent) augmenta proporcionalment.
Per calcular el voltatge, multipliqueu el corrent (en amperes) per la resistència (en ohms): V = I × R. Per exemple, si el corrent és 2 A i la resistència és 5 Ω, llavors el voltatge = 2 × 5 = 10 V.
Per calcular el corrent, dividiu el voltatge (en volts) per la resistència (en ohms): I = V / R. Per exemple, si el voltatge és 12 V i la resistència és 4 Ω, llavors el corrent = 12 / 4 = 3 A.
Per calcular la resistència, dividiu el voltatge (en volts) pel corrent (en amperes): R = V / I. Per exemple, si el voltatge és 9 V i el corrent és 3 A, llavors la resistència = 9 / 3 = 3 Ω.
Voltatge (V) és la pressió elèctrica que empeny els electrons a través d'un circuit, mesurat en volts. Corrent (I) és la taxa de flux d'electrons a través d'un conductor, mesurat en amperes. Resistència (R) és l'oposició al flux de corrent, mesurat en ohms. Aquestes tres quantitats estan relacionades per la Llei d'Ohm (V = I × R).
Sí, però requereix modificació. En circuits de CA, treballareu amb impedància (Z) en lloc de resistència simple. La impedància té en compte components resistius i reactius (de condensadors i inductors), creant una oposició al flux de corrent dependent de la freqüència. La fórmula es converteix en V = I × Z, on Z es mesura en ohms però representa una quantitat complexa amb magnitud i angle de fase.
Un exemple comú és calcular el resistor limitador de corrent per a un LED. Si teniu un subministrament de 5V, un LED amb una caiguda de voltatge de 2V i voleu un corrent de 20mA, necessitareu: R = (5V - 2V) / 0.02A = resistor de 150 Ω.
La Llei d'Ohm és fonamental per al disseny de circuits, resolució de problemes, selecció de components i anàlisi de seguretat. Permet als enginyers predir el comportament del circuit, calcular el consum de potència, dimensionar components correctament i garantir que els circuits funcionin dins de límits segurs.
No. La Llei d'Ohm s'aplica específicament a materials òhmics: conductors amb relacions lineals de voltatge-corrent com la majoria dels metalls (coure, alumini, resistors). No s'aplica directament a components no lineals com díodes, LED, transistors, bateries o termistors. Aquests components requereixen mètodes d'anàlisi o models de circuit diferents. A més, la resistència canvia amb la temperatura, de manera que els càlculs assumeixen temperatures de funcionament relativament estables.
Aquí hi ha exemples de codi per calcular paràmetres elèctrics mitjançant la Llei d'Ohm en diversos llenguatges de programació:
1# Exemple de Python per a càlculs de la Llei d'Ohm
2
3def calculate_voltage(current, resistance):
4 """Calcula la tensió donada la intensitat i la resistència."""
5 return current * resistance
6
7def calculate_current(voltage, resistance):
8 """Calcula la intensitat donada la tensió i la resistència."""
9 if resistance == 0:
10 raise ValueError("La resistència no pot ser zero")
11 return voltage / resistance
12
13def calculate_resistance(voltage, current):
14 """Calcula la resistència donada la tensió i la intensitat."""
15 if current == 0:
16 raise ValueError("La intensitat no pot ser zero")
17 return voltage / current
18
19# Exemple d'ús:
20# Calcular tensió
21I = 2.5 # amperes
22R = 100 # ohms
23V = calculate_voltage(I, R)
24print(f"Tensió: {V:.2f} V") # Sortida: Tensió: 250.00 V
25
26# Calcular intensitat
27V = 12 # volts
28R = 4 # ohms
29I = calculate_current(V, R)
30print(f"Intensitat: {I:.2f} A") # Sortida: Intensitat: 3.00 A
31
32# Calcular resistència
33V = 9 # volts
34I = 0.5 # amperes
35R = calculate_resistance(V, I)
36print(f"Resistència: {R:.2f} Ω") # Sortida: Resistència: 18.00 Ω
371// Exemple de JavaScript per a càlculs de la Llei d'Ohm
2
3function calculateVoltage(current, resistance) {
4 return current * resistance;
5}
6
7function calculateCurrent(voltage, resistance) {
8 if (resistance === 0) {
9 throw new Error("La resistència no pot ser zero");
10 }
11 return voltage / resistance;
12}
13
14function calculateResistance(voltage, current) {
15 if (current === 0) {
16 throw new Error("La intensitat no pot ser zero");
17 }
18 return voltage / current;
19}
20
21// Exemple d'ús:
22// Calcular tensió
23const current1 = 0.5; // amperes
24const resistance1 = 220; // ohms
25const voltage1 = calculateVoltage(current1, resistance1);
26console.log(`Tensió: ${voltage1.toFixed(2)} V`); // Sortida: Tensió: 110.00 V
27
28// Calcular intensitat
29const voltage2 = 5; // volts
30const resistance2 = 1000; // ohms
31const current2 = calculateCurrent(voltage2, resistance2);
32console.log(`Intensitat: ${current2.toFixed(4)} A`); // Sortida: Intensitat: 0.0050 A
33
34// Calcular resistència
35const voltage3 = 3.3; // volts
36const current3 = 0.02; // amperes
37const resistance3 = calculateResistance(voltage3, current3);
38console.log(`Resistència: ${resistance3.toFixed(2)} Ω`); // Sortida: Resistència: 165.00 Ω
391// Exemple de Java per a càlculs de la Llei d'Ohm
2
3public class OhmsLawCalculator {
4
5 public static double calculateVoltage(double current, double resistance) {
6 return current * resistance;
7 }
8
9 public static double calculateCurrent(double voltage, double resistance) {
10 if (resistance == 0) {
11 throw new IllegalArgumentException("La resistència no pot ser zero");
12 }
13 return voltage / resistance;
14 }
15
16 public static double calculateResistance(double voltage, double current) {
17 if (current == 0) {
18 throw new IllegalArgumentException("La intensitat no pot ser zero");
19 }
20 return voltage / current;
21 }
22
23 public static void main(String[] args) {
24 // Calcular tensió
25 double current1 = 1.5; // amperes
26 double resistance1 = 10; // ohms
27 double voltage1 = calculateVoltage(current1, resistance1);
28 System.out.printf("Tensió: %.2f V%n", voltage1); // Sortida: Tensió: 15.00 V
29
30 // Calcular intensitat
31 double voltage2 = 24; // volts
32 double resistance2 = 12; // ohms
33 double current2 = calculateCurrent(voltage2, resistance2);
34 System.out.printf("Intensitat: %.2f A%n", current2); // Sortida: Intensitat: 2.00 A
35
36 // Calcular resistència
37 double voltage3 = 120; // volts
38 double current3 = 5; // amperes
39 double resistance3 = calculateResistance(voltage3, current3);
40 System.out.printf("Resistència: %.2f Ω%n", resistance3); // Sortida: Resistència: 24.00 Ω
41 }
42}
431' Funcions de VBA d'Excel per a càlculs de la Llei d'Ohm
2
3Function CalculateVoltage(Current As Double, Resistance As Double) As Double
4 CalculateVoltage = Current * Resistance
5End Function
6
7Function CalculateCurrent(Voltage As Double, Resistance As Double) As Variant
8 If Resistance = 0 Then
9 CalculateCurrent = CVErr(xlErrDiv0)
10 Else
11 CalculateCurrent = Voltage / Resistance
12 End If
13End Function
14
15Function CalculateResistance(Voltage As Double, Current As Double) As Variant
16 If Current = 0 Then
17 CalculateResistance = CVErr(xlErrDiv0)
18 Else
19 CalculateResistance = Voltage / Current
20 End If
21End Function
22
23' Ús en cel·les d'Excel:
24' =CalculateVoltage(2, 50) ' Retorna 100 (V = I × R)
25' =CalculateCurrent(12, 6) ' Retorna 2 (I = V / R)
26' =CalculateResistance(9, 3) ' Retorna 3 (R = V / I)
27Aquests exemples demostren com implementar càlculs de la Llei d'Ohm amb un maneig adequat d'errors per a casos límit com la divisió per zero. Podeu adaptar aquestes funcions per a les vostres necessitats específiques o integrar-les en aplicacions més grans d'anàlisi de circuits.
Exemple 1: Calcular la Caiguda de Tensió en una Resistència
Exemple 2: Calcular el Consum de Corrent d'una Font d'Alimentació
Exemple 3: Trobar Resistència Desconeguda per Mesura
Exemple 4: Disseny de Circuit LED
Exemple 5: Consum de Corrent de la Font d'Alimentació
Exemple 6: Càlcul de Resistència de Cable
aquest calculador gratuït elimina errors de càlcul manual i accelera els fluxos de treball de disseny de circuits. Introdueix qualsevol dos valors coneguts per calcular instantàniament el tercer: perfecte per verificar mesures de placa de proves, seleccionar components o comprovar solucions de deures. Les fórmules mostrades indiquen exactament com es va calcular cada resultat, cosa que el fa valuós tant per a l'aprenentatge com per al treball professional.
IEEE Standards Association. "Diccionari Estàndard de Termes Elèctrics i Electrònics." Institut d'Enginyers Elèctrics i Electrònics, https://standards.ieee.org/. La font autoritzada per a la terminologia i els principis d'enginyeria elèctrica.
Plonsey, Robert, i Roger C. Barr. "Bioelectricitat: Un Enfocament Quantitatiu." Springer Science & Business Media, 2007. Llibre de text acadèmic que cobreix principis elèctrics en sistemes biològics.
Institut Nacional d'Estàndards i Tecnologia (NIST). "Constants, Unitats i Incertesa." https://www.nist.gov/pml/owm. Definicions oficials d'unitats SI i estàndards de mesura.
Tot Sobre Circuits - Llei d'Ohm. https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-2/voltage-current-resistance-relate/. Recurs educatiu amb explicacions detallades i exemples pràctics per a estudiants d'enginyeria elèctrica.
The Engineering Toolbox. "Conductivitat Elèctrica i Resistivitat." https://www.engineeringtoolbox.com/. Material de referència per a càlculs d'enginyeria i propietats de materials.
Descobreix més eines que podrien ser útils per al teu flux de treball