Калкулатор Омовог закона - Израчунавање напона, струје и отпора

Калкулатор Омовог закона израчунава напон, јачину струје или отпор у електричном колу када су познате друге две вредности. Он примењује Омов закон, правило које повезује ове три величине: напон је једнак јачини струје помноженој отпором, што се записује као V = I × R.

Шта означавају напон, јачина струје и отпор

Напон (V) је електрични притисак који покреће електроне кроз коло. Мери се у волтима.

Јачина струје (I) је брзина којом електрони пролазе кроз одређену тачку у колу. Мери се у амперима, често скраћено амперима (A).

Отпор (R) показује колико се материјал супротставља протоку струје. Мери се у омима (Ω).

Уобичајено поређење користи воду у цеви. Напон делује као притисак воде. Јачина струје одговара протоку воде. Отпор одговара ускости цеви. Већи притисак или шира цев повећавају проток. Већа суженост га смањује.

Формула Омовог закона

Основна формула је:

V = I × R

Преуређивањем се добијају још два облика:

I = V ÷ R

R = V ÷ I

Све три формуле описују исти однос. Коју треба употребити зависи од тога која вредност недостаје.

Како израчунати напон

Помножите јачину струје отпором.

V = I × R

Пример: коло има јачину струје од 2 A и отпор од 5 Ω. V = 2 × 5 = 10 V

Како израчунати јачину струје

Поделите напон отпором.

I = V ÷ R

Пример: коло има напон од 12 V и отпор од 4 Ω. I = 12 ÷ 4 = 3 A

Како израчунати отпор

Поделите напон јачином струје.

R = V ÷ I

Пример: коло има напон од 9 V и јачину струје од 3 A. R = 9 ÷ 3 = 3 Ω

Пример: одређивање вредности отпорника за LED диоду

Батерија од 9 V напаја LED диоду којој је потребна струја од 20 mA (0,02 A) и која има пад напона у пропусном смеру од 2 V. Отпорник редно повезан са LED диодом мора да преузме преостали напон.

Напон на отпорнику: 9 V − 2 V = 7 V

Потребан отпор: R = 7 ÷ 0,02 = 350 Ω

Пошто 350 Ω није стандардна вредност отпорника, мајстор би изабрао најближу уобичајену вредност, као што су 330 Ω или 390 Ω.

Како користити калкулатор

Калкулатор има три поља: напон (V), јачина струје (I) и отпор (R). Корисник попуњава тачно два поља, а треће оставља празним. Калкулатор израчунава вредност која недостаје, заокружује је на две децимале и приказује употребљену формулу.

Попуњавање сва три поља или мање од два поља производи грешку која захтева тачно две вредности. Негативни бројеви се одбијају, јер се напон, јачина струје и отпор овде третирају као величине веће или једнаке нули. На исти начин се одбија све што није обичан број, попут текста или броја који је превелик за приказ. Ако би две унете вредности захтевале дељење нулом, на пример при израчунавању јачине струје за отпор од 0 Ω, калкулатор приказује грешку уместо неодређеног резултата.

Ограничења Омовог закона

Омов закон важи за омске материјале: проводнике, као што су већина металних жица и отпорници, код којих јачина струје расте директно сразмерно напону. Не примењује се непосредно на компоненте као што су диоде, LED диоде и транзистори, јер њихова јачина струје не расте линеарно са напоном.

Закон такође претпоставља сталну температуру, јер се отпор многих материјала мења током њиховог загревања. У колима наизменичне струје (AC), инжењери уместо обичног отпора користе импедансу, јер кондензатори и калемови додају ефекте који зависе од фреквенције.

Историја

Немачки физичар Георг Симон Ом (1789–1854) објавио је овај однос 1827, након што је мерио како се јачина струје мења у жицама различитих дужина и материјала. Други научници су у почетку сумњали у његове налазе. Краљевско друштво је касније признало његов рад доделом Коплијеве медаље 1841. Међународни конгрес електроинжењера је 1881 јединицу отпора назвао ом у његову част.

Најчешће постављана питања

Шта је Омов закон једноставним речима?

То је правило према којем је напон једнак јачини струје помноженој отпором: V = I × R. Повећање напона или смањење отпора повећава јачину струје.

Које су три формуле Омовог закона?

V = I × R за напон, I = V ÷ R за јачину струје и R = V ÷ I за отпор. Свака је преуређени облик истог односа.

Који је стварни пример примене Омовог закона?

Одређивање вредности отпорника за ограничење струје LED диоде. Са напајањем од 5 V, LED диодом са падом напона у пропусном смеру од 2 V и циљаном јачином струје од 20 mA, потребан отпор је (5 − 2) ÷ 0,02 = 150 Ω.

Да ли Омов закон важи за кола наизменичне струје?

Не непосредно. У колима наизменичне струје користи се импеданса уместо обичног отпора, јер кондензатори и калемови различито реагују у зависности од фреквенције струје.

Да ли се Омов закон примењује на сваку компоненту?

Не. Примењује се на омске материјале, као што су обични отпорници и већина жица. Не примењује се на диоде, LED диоде или транзисторе, јер њихова јачина струје не расте линеарно са напоном.

Зашто напон, јачина струје и отпор имају различите јединице?

Зато што мере различите физичке величине. Волти мере електрични притисак, ампери мере проток, а оми мере супротстављање том протоку. Мешање јединица у прорачуну даје погрешан резултат чак и када је формула исправна.