Ohm’s Qanunu: Onun İşləmə Prinsipi (Formul və Ohm Üçbucağı)

Electrical4u

Alan: Əsas Elektrik

China

Ohm qanunu nədir?

Ohm qanunu, hər hansı bir elektrikli keçid vasitəsilə geçen elektrik akımı, onun ucundakı potensial fərqinə (qüvvəyə) müvafiq olduğunu, bu keçidin fiziki şəraitinin dəyişməməsi şərtilə göstərir.

Bir başqa deyishlə, hər hansı iki nöqtə arasındakı potensial fərq və onlar arasında gələn elektrik akımı arasındakı nisbət sabitdir, məsələn, temperatur və s. kimi fiziki şərait dəyişmədiyi təqdirdə.

Riyazi olaraq, Ohm qanunu aşağıdakı kimi ifadə edilə bilər,

$\begin{align*} I \propto V \end{align*}$

Yuxarıdakı tənlikdə orantılılıq sabiti olan direnç R daxil edildikdə, alırıq,

$\begin{align*} I = \frac{V}{R} \,\, or \,\, V = I * R \end{align*}$

Burada,

R, elektrikli keçidin Ohm ( $\Omega$ ) cinsindən direncidir,

I, qonduchunun içindən keçən elektrik akımı Amper (A) cinsindən ölçülür,

V, qonduchu üzərində ölçülən gerilim və ya potensial fərq Volt (V) cinsindən ifadə edilir.

Ohm qanunu hem DC-yə, hem də AC-yə tətbiq olunur.

Potensial fərq və ya gerilim (V), elektrik akımı (I) və mühümlik (R) arasındakı əlaqə ilk dəfə alman fiziki George Simon Ohm tərəfindən aşkar edildi.

Mühümlik birimi Ohm ( $\Omega$ ) adı George Simon Ohm-un şərəfinə verilib.

Ohm qanunu necə işləyir?

Ohm qanunu tərifinə görə, qonduchu və ya rezistor arasında iki nöqtə arasından keçən elektrik akımı, bu qonduchu və ya rezistordan keçən gerilim (və ya potensial fərq) ilə müstəqil orantılıdır.

Amma… bu bir az çətin anlaşıla bilər.

Beləliklə, Ohm qanunu daha yaxşı anlamaq üçün bəzi analogiyalar istifadə edək.

Analogiya 1

Göydən belə bir hündürlükdə yerləşdirilmiş su tankını nəzərə alın. Su tankının aşağı tərəfində bir şlanq var ki, bu şəkilə göstərilmiş kimi.

Analogy 1.png

Şlanğın ucundakı su təzyiqi (paskal cinsində) elektrik dairəsindəki voltaj və ya potensial fərqinə analogdur.
Su axın sürəti (litrdə saniyə cinsində) elektrik dairəsindəki elektrik axının (kulonlarda saniyə cinsində) analogudur.
İki nöqtə arasında qanalların içində yerləşdirilən aperturlar kimi su axınına məhdudlaşdırıcılar elektrik dairəsindəki rezistorlara analogdur.

Beləliklə, məhdudlaşdırıcıda olan su təzyiqi fərqinə nisbətən, aperturdan keçən su axın sürəti orantılıdır.

Bununla paralel olaraq, elektrik dairəsində iki nöqtə arasındakı kondüktör və ya rezistorda axışan elektrik akımı, kondüktör və ya rezistordan keçən voltaj və ya potensial fərqinə müvafiq orantılıdır.

Ayrıca, su axınına təsir edilən mühümətlərin uzunluğu, borunun materialı və zeminin üstündə yerləşdirilən tankın hündürlüyüyə bağlı olduğunu da deyə bilərik.

Ohm qanunu da eyni şəkildə işləyir: elektrik dairəsində elektrik akımına təsir edilən mühümətlər, kondüktörün uzunluğuna və istifadə olunan kondüktörün materialına bağlıdır.

Analogiya 2

Hydraulik su dairəsi və elektrik dairəsi arasındakı sadə analogiya, Ohm qanunu necə işlədiyini təsvir etmək üçün aşağıdakı şəkillərdə göstərilib.

Analogy 2.png Analogy 2.2.png

Göstərildiyi kimi, əgər su təzyiqi sabitdirsə və məhdudlaşdırıcı artarsa (su axınına daha çox məhdudiyyət qoyularsa), su axın sürəti azalır.

Eyni şəkildə, elektrik dairəsində əgər voltaj və ya potensial fərq sabitdirsə və mühümət artarsa (elektrik akımına daha çox məhdudiyyət qoyularsa), elektrik zərürətin axın sürəti, yəni akım azalır.

İndi, əgər su axınına təsir edən məhdudlaşdırma sabit qalırsa və pompalama təzyiqi artırılırsa, su axınının sürəti də artar.

Bununla birgə, elektrik şəbəkəsində, əgər mukavemet sabit qalırsa və potensial fərq yaxud voltaj artırılırsa, elektrik zərərinin (yəni, cürəntin) sürəti də artar.

Ohm’s Law Formula

Təzyiqin, potensial fərqin, cürəntin və mukavemetin arası olan əlaqə üç müxtəlif şəkildə yazıla bilər.

Əgər hər hansı iki dəyəri bilirsək, Ohm qanunu əsasında üçüncü naməlum dəyəri hesablaya bilərik. Bu səbəbdən, Ohm qanunu elektronika və elektrik hesablamalarında çox istifadə olunur.

Məlum elektrik cürənti məlum mukavemetdən keçərkən, mukavemet üzərindəki voltaj düşməsi aşağıdakı əlaqə ilə hesablanır:

$\begin{align*} V = IR \,\, i.e., \,\, Potential \,\, Difference = Current * Resistance \end{align*}$

Məlum voltaj məlum mukavemetə tətbiq olunduqda, mukavemetdən keçən cürənt aşağıdakı əlaqə ilə hesablanır:

$\begin{align*} I = \frac{V}{R} \,\, i.e., \,\, Current = \frac{Potential \,\, Diffrence}{Resistance} \end{align*}$

Bilinən bir voltaj bilinməyən bir direksiyaya tətbiq edildikdə və bu direksiya aracılığı ilə akım da biliniyorsa, bilinməyən direksiyanın dəyəri aşağıdakı əlaqəyə görə hesablanır

$\begin{align*} R = \frac{V}{I} \,\, i.e., \,\, Resistance = \frac{Potential \,\, Diffrence}{Current} \end{align*}$

Ohm Qanununun Güc Formulu

Göndərilən güc təminat voltajının və elektrik akımının hasilidir.

İndi, $V = I * R$ ifadəsini (1) nömrəli tənlikdə yerinə qoymaqdan sonra alırıq,

$\begin{equation*} P = IR * I = I^2*R \end{equation*}$

Bu formul ohmik ziyan formulu və ya direktsiya istiləsi formulu kimi tanınır.

İndi $I = \frac{V}{R}$ ifadəsini (1) nömrəli tənlikdə qoymaqdan sonra alırıq,

(3) $\begin{equation*} P = V * \frac{V}{R}= \frac{V^2}{R} \end{equation*}$

Yuxarıdakı əlaqəyə görə, ya voltaj və direktsiya və ya elektrik akımı və direktsiya bilinərsə, direktsiyada enerji sərfi müəyyənləşdirilə bilər.

Ya voltaj və ya elektrik akımı bilinərsə, yuxarıdakı əlaqəni istifadə edərək bilinməyən direktsiya dəyəri də müəyyənləşdirilə bilər.

$\begin{align*} R = \frac{V^2}{P} \,\, \& \,\, R = \frac{P}{I^2} \end{align*}$

Güç, voltaj, elektrik akımı və direktsiya dəyişənlərinin ikitanı bilinərsə, Ohm qanununu istifadə edərək digər iki dəyişən də müəyyənləşdirilə bilər.

$\begin{align*} P = \frac{V^2}{R} \,\,or\,\,R = \frac{V^2}{P} \,\,or\,\, V = \sqrt{PR} \end{align*}$

$\begin{align*} P = {I^2}{R} \,\,or\,\, R = \frac{P}{I^2} \,\,or\,\, I = \sqrt{\frac{P}{R}} \end{align*}$

Ohm qanununun məhdudluqları

Aşağıda Ohm qanununun bəzi məhdudluqları müzakirə olunur.

Ohm qanunu bütün metallı kənarlayıcılara tətbiq oluna bilməz. Məsələn, silis karbid üçün münasibət aşağıdakı kimi verilir: $V = KI^m$ burada K və m sabitlərdir və m<1.
Ohm qanunu aşağıdakı xətti olmayan elementlərə tətbiq oluna bilməz.

Müqavimə
Kapasitan
Poluprovodniklər
Vakuum lülələri
Elektrolitlər
Uzunluq qarbanatlı rezistorlar
Döyüş lampaları
Zener diodları

(Qeyd edək ki, xətti olmayan elementlər, cürrənt və voltaj arasındakı əlaqə xətti deyil yəni, cürrənt tətbiq olunan voltaja tamamilə nisbətli deyil.)

Omnun qanunu sadece sabit temperaturda olan metal kənallara tətbiq oluna bilər. Temperatur dəyişərsə, bu qanun tətbiq edilə bilməz.
Omnun qanunu həmçinin bir tərəflər şəbəkəsinə də tətbiq oluna bilməz. Qeyd edək ki, bir tərəflər şəbəkəsi tranzistorlar, diodlar kimi bir tərəflər elementləri ehtiva edir. Bir tərəflər elementlər, cürrəntin yalnız bir istiqamətdə axın almasına imkan verir.

Omnun qanunu üçbucağı

Omnun qanunu üçbucağı ilə mühüm formulalar aşağıda ümumiləşdirilib.

Ohm’s Law Triangle.png

Omnun qanunu praktiki problemlər

Misal 1

Aşağıdaki şəbəkədə göstərildiyi kimi, 15 Ω reziştansdan 4 A cürrənt akımı keçirir. Omnun qanunu ilə şəbəkədəki voltaj düşməsini tapın.

Həlli:

Verilən Məlumat: $I = 4\,\,A$ və $R = 15\,\,\Omega$

Ohm qanununa görə,

$\begin{align*} \begin{split} V = I * R \\ = 4*15 \\ V = 60 \,\, Volts \end{split} \end{align*}$

Beləliklə, Ohm qanunu tənliyindən istifadə edərək, biz şəbəkədəki gerilim düşməsini 60 V alırıq.

Misal 2

Aşağıdaki şəbəkədə göstərilən kimi, 24 V təminat gerilimi 12 Ω məqsidə uygulanır. Ohm qanunu ilə rezistor üzərindən akışan cürrəni müəyyənləşdirin.

$\begin{equation*} P = V * I \end{equation*}$

Həll:

Verilən Məlumat: $V = 24\,\,V$ və $R = 12\,\,\Omega$

Ohm qanununa görə,

$\begin{align*} \begin{split} I = \frac{V}{R} \\ = \frac{24}{12} \\ I = 2 \,\, A (Ampere) \end{split} \end{align*}$

Beləliklə, Ohm qanunu tənliyindən istifadə edərək, rezistor aracılığı ilə akımın 2 A olduğunu alırıq.

Misal 3

Aşağıda göstərilən şəbəkdə, təminat voltajı 24 V və bilinməyən məqavətərdən keçən akım 2 A-dır. Ohm qanunundan istifadə edərək, bilinməyən məqavətin dəyərini tapın.

Həll:

Verilən Məlumat: $V = 24\,\,V$ və $I = 2\,\,A$

Ohm qanununa görə,

$\begin{align*} \begin{split} R = \frac{V}{I} \\ = \frac{24}{2} \\ R = 12 \,\, \Omega \end{split} \end{align*}$

Beləliklə, Om qanununun tənliyindən istifadə edərək, bilinməyən müqavimə dəyərini alırıq $12\,\,\Omega$ .

Om Qanununun Tətbiqləri

Om qanununun bəzi tətbiqləri aşağıdakılardır:

Elektrik şəbəkəsinin nəzarətsiz potensial fərqini, voltajını, müqaviməsini və elektrik akımının axını hesablamaq üçün.
Om qanunu, elektron komponentlərin içindəki iç voltaj düşməsini müəyyənləşdirmək üçün elektron şəbəkələrdə istifadə olunur.
Om qanunu, DC ampermetrlərində olduğu kimi, DC ölçmə şəbəkələrində, xüsusilə, elektrik akımını çəkmək üçün aşağı müqavimə shuntunun istifadə olunduğu yerlərdə tətbiq olunur.

Mənbə: Electrical4u

Beyan: Orijinalə hürmeta gəlir, güclü məqalələr paylaşmağa layiqdir, əgər hüquqi səhv varsa lütfən silinməsi barədə əlaqə saxlayın.