Ohm's Wet Calculator - Bereken Spanning, Stroom & Weerstand

Een calculator voor de wet van Ohm berekent de spanning, stroomsterkte of weerstand in een elektrische schakeling wanneer de andere twee waarden bekend zijn. De calculator past de wet van Ohm toe, een regel die deze drie grootheden met elkaar verbindt: spanning is gelijk aan stroomsterkte vermenigvuldigd met weerstand, geschreven als V = I × R.

Wat spanning, stroomsterkte en weerstand betekenen

Spanning (V) is de elektrische drijvende kracht die elektronen door een schakeling beweegt. Spanning wordt gemeten in volt.

Stroomsterkte (I) is de snelheid waarmee elektronen een punt in de schakeling passeren. Stroomsterkte wordt gemeten in ampère, vaak afgekort tot amp (A).

Weerstand (R) geeft aan in welke mate een materiaal de stroom belemmert. Weerstand wordt gemeten in ohm (Ω).

Een veelgebruikte vergelijking gaat uit van water in een buis. Spanning werkt als waterdruk. Stroomsterkte werkt als debiet. Weerstand werkt als de mate waarin de buis vernauwd is. Meer druk of een bredere buis verhoogt de stroming. Een grotere vernauwing vermindert die.

Formule van de wet van Ohm

De basisformule is:

V = I × R

Door de formule om te werken ontstaan twee andere vormen:

I = V ÷ R

R = V ÷ I

Alle drie de formules beschrijven dezelfde relatie. Welke formule moet worden gebruikt, hangt af van de ontbrekende waarde.

Spanning berekenen

Vermenigvuldig de stroomsterkte met de weerstand.

V = I × R

Voorbeeld: een schakeling heeft een stroomsterkte van 2 A en een weerstand van 5 Ω. V = 2 × 5 = 10 V

Stroomsterkte berekenen

Deel de spanning door de weerstand.

I = V ÷ R

Voorbeeld: een schakeling heeft een spanning van 12 V en een weerstand van 4 Ω. I = 12 ÷ 4 = 3 A

Weerstand berekenen

Deel de spanning door de stroomsterkte.

R = V ÷ I

Voorbeeld: een schakeling heeft een spanning van 9 V en een stroomsterkte van 3 A. R = 9 ÷ 3 = 3 Ω

Voorbeeld: een weerstand voor een led kiezen

Een batterij van 9 V voedt een led die een stroomsterkte van 20 mA (0,02 A) nodig heeft en een doorlaatspanningsval van 2 V heeft. De weerstand die in serie met de led wordt geschakeld, moet de resterende spanning opnemen.

Spanning over de weerstand: 9 V − 2 V = 7 V

Benodigde weerstand: R = 7 ÷ 0,02 = 350 Ω

Omdat 350 Ω geen standaardwaarde voor een weerstand is, zou een bouwer de dichtstbijzijnde gangbare waarde kiezen, zoals 330 Ω of 390 Ω.

De calculator gebruiken

De calculator heeft drie velden: spanning (V), stroomsterkte (I) en weerstand (R). De gebruiker vult precies twee velden in en laat het derde leeg. De calculator berekent de ontbrekende waarde, rondt die af op twee decimalen en toont de gebruikte formule.

Als alle drie de velden worden ingevuld, of minder dan twee, verschijnt een foutmelding waarin om precies twee waarden wordt gevraagd. Negatieve getallen worden afgewezen, omdat spanning, stroomsterkte en weerstand hier als nul of groter worden beschouwd. Alles wat geen gewoon getal is, zoals tekst of een getal dat te groot is om weer te geven, wordt op dezelfde manier afgewezen. Als de twee ingevoerde waarden een deling door nul zouden veroorzaken, bijvoorbeeld bij het berekenen van de stroomsterkte met een weerstand van 0 Ω, toont de calculator een foutmelding in plaats van een ongedefinieerd resultaat.

Beperkingen van de wet van Ohm

De wet van Ohm geldt voor ohmse materialen: geleiders, zoals de meeste metalen draden en weerstanden, waarbij de stroomsterkte recht evenredig toeneemt met de spanning. De wet geldt niet rechtstreeks voor componenten zoals dioden, leds of transistors, omdat hun stroomsterkte niet lineair met de spanning toeneemt.

De wet gaat ook uit van een constante temperatuur, omdat de weerstand van veel materialen verandert wanneer ze opwarmen. In wisselstroomschakelingen (AC) gebruiken technici impedantie in plaats van gewone weerstand, omdat condensatoren en spoelen effecten toevoegen die afhangen van de frequentie.

Geschiedenis

Georg Simon Ohm (1789–1854), een Duitse natuurkundige, publiceerde deze relatie in 1827 nadat hij had gemeten hoe de stroomsterkte veranderde in draden van verschillende lengten en materialen. Andere wetenschappers betwijfelden zijn bevindingen aanvankelijk. De Royal Society erkende zijn werk later met de Copley Medal in 1841. In 1881 benoemde een internationaal congres van elektrotechnische ingenieurs de eenheid van weerstand ter ere van hem tot ohm.

Veelgestelde vragen

Wat is de wet van Ohm in eenvoudige termen?

Het is de regel dat spanning gelijk is aan stroomsterkte vermenigvuldigd met weerstand: V = I × R. Een hogere spanning of een lagere weerstand verhoogt de stroomsterkte.

Wat zijn de drie formules van de wet van Ohm?

V = I × R voor spanning, I = V ÷ R voor stroomsterkte en R = V ÷ I voor weerstand. Elke formule is een omwerking van dezelfde relatie.

Wat is een realistisch voorbeeld van de wet van Ohm?

Een stroombegrenzende weerstand voor een led kiezen. Bij een voedingsspanning van 5 V, een led met een doorlaatspanningsval van 2 V en een gewenste stroomsterkte van 20 mA is de benodigde weerstand (5 − 2) ÷ 0,02 = 150 Ω.

Werkt de wet van Ohm voor wisselstroomschakelingen?

Niet rechtstreeks. In wisselstroomschakelingen wordt impedantie gebruikt in plaats van gewone weerstand, omdat condensatoren en spoelen anders reageren afhankelijk van de frequentie van de stroom.

Geldt de wet van Ohm voor elke component?

Nee. De wet geldt voor ohmse materialen, zoals gewone weerstanden en de meeste draden. De wet geldt niet voor dioden, leds of transistors, omdat hun stroomsterkte niet lineair met de spanning toeneemt.

Waarom hebben spanning, stroomsterkte en weerstand verschillende eenheden?

Omdat ze verschillende fysische grootheden meten. Volt meet elektrische druk, ampère meet de stroomsnelheid en ohm meet de weerstand tegen die stroom. Het verwisselen van eenheden in een berekening leidt tot een onjuist antwoord, ook als de formule correct is.