Ohms lov kalkulator - Beregn spenning, strøm og motstand

En kalkulator for Ohms lov finner spenning, strøm eller motstand i en elektrisk krets når de to andre verdiene er kjent. Den bruker Ohms lov, en regel som knytter disse tre størrelsene sammen: spenning er lik strøm multiplisert med motstand, skrevet som V = I × R.

Hva spenning, strøm og motstand betyr

Spenning (V) er det elektriske trykket som får elektroner til å bevege seg gjennom en krets. Den måles i volt.

Strøm (I) er hastigheten elektroner passerer et punkt i kretsen med. Den måles i ampere, ofte forkortet til A.

Motstand (R) er et mål på hvor mye et materiale motsetter seg strømflyten. Den måles i ohm (Ω).

En vanlig sammenligning bruker vann i et rør. Spenning fungerer som vanntrykk. Strøm fungerer som vannets strømningshastighet. Motstand fungerer som hvor trangt røret er. Høyere trykk eller et bredere rør øker strømningen. En større innsnevring reduserer den.

Ohms lovs formel

Grunnformelen er:

V = I × R

To andre former får man ved å omforme den:

I = V ÷ R

R = V ÷ I

Alle tre formlene beskriver den samme sammenhengen. Hvilken formel som skal brukes, avhenger av hvilken verdi som mangler.

Slik beregnes spenning

Multipliser strøm med motstand.

V = I × R

Eksempel: En krets har en strøm på 2 A og en motstand på 5 Ω. V = 2 × 5 = 10 V

Slik beregnes strøm

Divider spenning på motstand.

I = V ÷ R

Eksempel: En krets har en spenning på 12 V og en motstand på 4 Ω. I = 12 ÷ 4 = 3 A

Slik beregnes motstand

Divider spenning på strøm.

R = V ÷ I

Eksempel: En krets har en spenning på 9 V og en strøm på 3 A. R = 9 ÷ 3 = 3 Ω

Eksempel: dimensjonering av en motstand for en LED

Et 9 V-batteri driver en LED som trenger 20 mA (0,02 A) strøm og har et fremspenningsfall på 2 V. Motstanden i serie med LED-en må stå for resten av spenningsfallet.

Spenningen over motstanden: 9 V − 2 V = 7 V

Nødvendig motstand: R = 7 ÷ 0,02 = 350 Ω

Siden 350 Ω ikke er en standardverdi for motstander, vil den som bygger kretsen velge den nærmeste vanlige verdien, for eksempel 330 Ω eller 390 Ω.

Slik bruker du kalkulatoren

Kalkulatoren har tre felt: spenning (V), strøm (I) og motstand (R). Brukeren fyller ut nøyaktig to av dem og lar det tredje stå tomt. Kalkulatoren beregner den manglende verdien, avrunder den til to desimaler og viser formelen den brukte.

Hvis alle tre feltene fylles ut, eller færre enn to fylles ut, vises en feilmelding som ber om nøyaktig to verdier. Negative tall avvises, siden spenning, strøm og motstand her behandles som null eller større. Alt som ikke er et rent tall, for eksempel tekst eller et tall som er for stort til å representeres, avvises på samme måte. Hvis de to angitte verdiene ville føre til divisjon på null, for eksempel ved beregning av strøm med en motstand på 0 Ω, viser kalkulatoren en feil i stedet for et udefinert resultat.

Begrensninger ved Ohms lov

Ohms lov gjelder for ohmske materialer: ledere, som de fleste metalltråder og motstander, der strømmen øker i direkte forhold til spenningen. Den gjelder ikke direkte for komponenter som dioder, LED-er eller transistorer, fordi strømmen deres ikke øker lineært med spenningen.

Loven forutsetter også konstant temperatur, siden motstanden i mange materialer endres når de varmes opp. I kretser med vekselstrøm (AC) bruker ingeniører impedans i stedet for vanlig motstand, siden kondensatorer og spoler tilfører virkninger som avhenger av frekvensen.

Historikk

Georg Simon Ohm (1789–1854), en tysk fysiker, publiserte denne sammenhengen i 1827 etter å ha målt hvordan strømmen endret seg gjennom ledninger av ulik lengde og ulike materialer. Andre forskere tvilte først på resultatene hans. Royal Society anerkjente senere arbeidet hans med Copley-medaljen i 1841. I 1881 ga en internasjonal kongress for elektroingeniører motstandsenheten navnet ohm til ære for ham.

Ofte stilte spørsmål

Hva er Ohms lov, enkelt forklart?

Det er regelen om at spenning er lik strøm multiplisert med motstand: V = I × R. Når spenningen økes eller motstanden reduseres, øker strømmen.

Hva er de tre formlene i Ohms lov?

V = I × R for spenning, I = V ÷ R for strøm og R = V ÷ I for motstand. Hver formel er en omforming av den samme sammenhengen.

Hva er et praktisk eksempel på Ohms lov?

Dimensjonering av en strømbegrensende motstand for en LED. Med en 5 V-forsyning, en LED med et fremspenningsfall på 2 V og en målstrøm på 20 mA blir nødvendig motstand (5 − 2) ÷ 0,02 = 150 Ω.

Gjelder Ohms lov for vekselstrømkretser?

Ikke direkte. Vekselstrømkretser bruker impedans i stedet for vanlig motstand, siden kondensatorer og spoler reagerer ulikt avhengig av strømfrekvensen.

Gjelder Ohms lov for alle komponenter?

Nei. Den gjelder for ohmske materialer, som vanlige motstander og de fleste ledninger. Den gjelder ikke for dioder, LED-er eller transistorer, siden strømmen deres ikke øker lineært med spenningen.

Hvorfor trenger spenning, strøm og motstand ulike enheter?

Fordi de måler ulike fysiske størrelser. Volt måler elektrisk trykk, ampere måler strømningshastighet, og ohm måler motstanden mot denne strømmen. Hvis enhetene blandes sammen i en beregning, blir svaret feil selv om formelen er riktig.