Kalkulator Ohmova zakona - Izračunaj napon, struju i otpor

Kalkulator Ohmova zakona pronalazi napon, jakost struje ili otpor u električnom krugu kada su poznate druge dvije vrijednosti. Primjenjuje Ohmov zakon, pravilo koje povezuje te tri veličine: napon je jednak umnošku jakosti struje i otpora, što se zapisuje kao V = I × R.

Značenje napona, jakosti struje i otpora

Napon (V) električni je potisak koji pokreće elektrone kroz strujni krug. Mjeri se u voltima.

Jakost struje (I) brzina je protoka elektrona pokraj neke točke u strujnom krugu. Mjeri se u amperima, često skraćeno A.

Otpor (R) mjera je suprotstavljanja materijala protoku struje. Mjeri se u ohmima (Ω).

Uobičajena usporedba koristi vodu u cijevi. Napon djeluje poput tlaka vode. Jakost struje odgovara protoku. Otpor odgovara uskoći cijevi. Veći tlak ili šira cijev povećavaju protok. Veće suženje smanjuje ga.

Formula Ohmova zakona

Osnovna formula glasi:

V = I × R

Preuređivanjem se dobivaju još dva oblika:

I = V ÷ R

R = V ÷ I

Sve tri formule opisuju isti odnos. Koju formulu treba upotrijebiti ovisi o tome koja vrijednost nedostaje.

Kako izračunati napon

Pomnožite jakost struje s otporom.

V = I × R

Primjer: strujni krug ima jakost struje od 2 A i otpor od 5 Ω. V = 2 × 5 = 10 V

Kako izračunati jakost struje

Podijelite napon otporom.

I = V ÷ R

Primjer: strujni krug ima napon od 12 V i otpor od 4 Ω. I = 12 ÷ 4 = 3 A

Kako izračunati otpor

Podijelite napon jakosti struje.

R = V ÷ I

Primjer: strujni krug ima napon od 9 V i jakost struje od 3 A. R = 9 ÷ 3 = 3 Ω

Primjer: određivanje otpora za LED diodu

Baterija od 9 V napaja LED diodu kojoj je potrebna struja od 20 mA (0,02 A) i koja ima propad napona u propusnom smjeru od 2 V. Serijski otpornik s LED diodom mora preuzeti preostali napon.

Napon na otporniku: 9 V − 2 V = 7 V

Potreban otpor: R = 7 ÷ 0,02 = 350 Ω

Budući da 350 Ω nije standardna vrijednost otpornika, konstruktor bi odabrao najbližu uobičajenu vrijednost, kao što su 330 Ω ili 390 Ω.

Kako upotrebljavati kalkulator

Kalkulator ima tri polja: napon (V), jakost struje (I) i otpor (R). Korisnik ispunjava točno dva polja, a treće ostavlja praznim. Kalkulator izračunava vrijednost koja nedostaje, zaokružuje je na dvije decimale i prikazuje upotrijebljenu formulu.

Ispunjavanje sva tri polja ili manje od dva polja uzrokuje pogrešku koja traži točno dvije vrijednosti. Negativni brojevi se odbacuju jer se napon, jakost struje i otpor ovdje tretiraju kao vrijednosti veće ili jednake nuli. Sve što nije običan broj, primjerice tekst ili broj prevelik za prikaz, odbacuje se na isti način. Ako bi dvije unesene vrijednosti uzrokovale dijeljenje nulom, primjerice pri izračunu jakosti struje s otporom od 0 Ω, kalkulator prikazuje pogrešku umjesto nedefiniranog rezultata.

Ograničenja Ohmova zakona

Ohmov zakon primjenjuje se na omske materijale: vodiče, poput većine metalnih žica i otpornika, u kojima jakost struje raste izravno proporcionalno naponu. Ne primjenjuje se izravno na komponente poput dioda, LED dioda ili tranzistora jer njihova jakost struje ne raste linearno s naponom.

Zakon također pretpostavlja stalnu temperaturu jer se otpor mnogih materijala mijenja pri zagrijavanju. U strujnim krugovima s izmjeničnom strujom (AC) inženjeri upotrebljavaju impedanciju umjesto samog otpora jer kondenzatori i zavojnice dodaju učinke koji ovise o frekvenciji.

Povijest

Georg Simon Ohm (1789–1854), njemački fizičar, objavio je ovaj odnos 1827 nakon mjerenja promjena jakosti struje u žicama različitih duljina i materijala. Drugi su znanstvenici isprva sumnjali u njegove rezultate. Kraljevsko društvo poslije je njegov rad priznalo dodjelom Copleyjeve medalje 1841. 1881 međunarodni kongres elektrotehničara nazvao je jedinicu električnog otpora ohmom njemu u čast.

Često postavljana pitanja

Što je Ohmov zakon jednostavnim riječima?

To je pravilo prema kojem je napon jednak umnošku jakosti struje i otpora: V = I × R. Povećanje napona ili smanjenje otpora povećava jakost struje.

Koje su tri formule Ohmova zakona?

V = I × R za napon, I = V ÷ R za jakost struje i R = V ÷ I za otpor. Svaka je preuređeni oblik istog odnosa.

Koji je stvarni primjer Ohmova zakona?

Određivanje otpora za ograničavanje struje LED diode. Uz napajanje od 5 V, LED diodu s propadom napona u propusnom smjeru od 2 V i ciljnom strujom od 20 mA, potreban otpor iznosi (5 − 2) ÷ 0,02 = 150 Ω.

Vrijedi li Ohmov zakon za strujne krugove izmjenične struje?

Ne izravno. U strujnim krugovima s izmjeničnom strujom upotrebljava se impedancija umjesto samog otpora jer kondenzatori i zavojnice različito reagiraju ovisno o frekvenciji struje.

Primjenjuje li se Ohmov zakon na svaku komponentu?

Ne. Primjenjuje se na omske materijale, poput običnih otpornika i većine žica. Ne primjenjuje se na diode, LED diode ili tranzistore jer njihova jakost struje ne raste linearno s naponom.

Zašto napon, jakost struje i otpor imaju različite mjerne jedinice?

Zato što mjere različite fizikalne veličine. Volti mjere električni tlak, amperi mjere brzinu protoka, a ohmi mjere suprotstavljanje tom protoku. Zamjena jedinica u izračunu daje pogrešan rezultat čak i kada je formula točna.