Ohm-en Legea: Nola Funtzionatzen Du (Formula eta Ohm-en Legearen Triangelua)

Electrical4u

Eremua: Elektrizitate Oinarrizko

China

Zer da Ohm-en legea?

Ohm-en legeak dio elektrizitatearen korrontea edozein konduktorean zehar doazen bateragarriaren aldeetako potentzial-diferentzia (tentsioa)ren proportzional direla, konduktorearen egoera fisikoa aldaketarik gabe.

Beste era batera esanda, konduktore baten edozein bi punturen arteko potentzial-diferentziaren eta horietan doazen korrontearen arteko erlazioa konstantea da, egoera fisikoak (adibidez, tenperatura) aldaketarik gabe.

Matematikoki, Ohm-en legea honela adieraz daiteke,

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

Proportzionaltasun-konstantea sartuz, aurreko ekuazioan R erresistentzia, ondorengo hau lortzen dugu,

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

Non,

R konduktorearen erresistentzia da Ohm-en ( $\Omega$ ),
Ia konduktoreko intentsitatea amperetan (A),
V konduktorearen gainean neurtutako potentzial-diferentzia voltgean (V).

Ohm-en legea DC eta AC bi kasutan aplikagarria da.

Potentzial-diferentziaren edo voltgearen (V) intentsitatearen (I) eta erresistentziaren (R) arteko erlazioa lehen aldiz George Simon Ohm alemaniarrak aurkitu zuen.

Erresistentziaren unitatea Ohm ( $\Omega$ ) George Simon Ohm-en omenez izendatu zen.

Ohm-en legea nola funtzionatzen du?

Ohm-en legearen definizioaren arabera, konduktoreko edo erresistentziako intentsitatea konduktoreko edo erresistentziaren gaineko potentzial-diferentziarekiko zuzenki proportzionala da.

Baina… hori ulertzeko oso zaila izan daiteke.

Beraz, analogio batzuekin Ohm-en legeari buruzko intuitiboki ulertzeko aukera gehiago emango dugu.

Analogia 1

Kontsideratu ur-galdera bat, lurrira zehaztutako altueretan kokatuta. Galderaren beheko aldean, irudian erakusten den bezala, kable bat dago.

Analogia 1.png

Kablearen amaierako presioa pascal unitateetan elektrikoaren tentsio edo potentzial-diferentzia analogikoa da.
Ur-ren bidezkoa litro segundotan neurtuta elektrikoaren korrontea coulomb segundotan neurtuta analogikoa da.
Ur-ren bidezko murrizketak, hala nola, bi punturen arteko tuboetan kokatutako aperturak, elektrikoaren zirkuituan kokatutako resistentei analogikoa dira.

Beraz, aperturako murrizketaren ondoko ur-ren bidezkoa murrizketaren ondoko presio-diferentziarekiko proportzionala da.

Modu berean, elektrikoaren zirkuituan, bi punturen arteko konduktore edo resistentera doazen korrontea tentsio edo potentzial-diferentziaren ondoko diferentziarekiko proportzionala da.

Esan dezagun ur-ren bidezko murrizketa tubuaren luzerari, tubuaren materialari eta galderaren altuerari mendekatzen dela.

Ohm-en lanak modu berean egiten dituzte elektrikoaren zirkuituan, elektrikoaren murrizketa konduktorearen luzerari eta materialari mendekatzen dela.

Analogia 2

Hidraulikoaren ur-zirkuitua eta elektrikoaren zirkuituaren arteko analogia sinplea Ohm-en legea nola funtzionatzen duen azaltzeko irudian erakusten da.

Analogia 2.png Analogia 2.2.png

Irudian ikusita, ur-presioa konstante bada eta murrizketa handitzen bada (urak ahalik eta zailago ibiltzea), orduan ur-ren bidezkoa gutxituko da.

Modu berean, elektrikoaren zirkuituan, tentsioa edo potentzial-diferentzia konstante bada eta murrizketa handitzen bada (korrontea ahalik eta zailago ibiltzea), orduan korrontea, hau da, elektrikoa gutxituko da.

Orain, uraren erdietsia konstantea bada eta pumpearen presioa handitzen bada, uraren joera handitzen da.

Modu berean, elektrikoki zirkuituan, erresistentzia konstantea bada eta potentzial-diferentzia edo tenperatura handitzen bada, orduan elektrikoa joateko tasa hau da, intensitatea handitzen da.

Ohm-en Legearen Formula

Tentsioaren edo potentzial-diferentziaren, intensitatearen eta erresistentziaren arteko erlazioa hiru modu desberdinetan idatz daiteke.

Bi balio jakin baditu, ohm-en legearen erlazioa erabiliz, hirugarren balio ezezaguna kalkula dezakegu. Beraz, ohm-en legea elektronikan eta elektrizitatearen formulak eta kalkuluak egiteko oso baliagarria da.

Intensitate elektriko jakin bat erresistentzia jakin baten traves pasatzen denean, erresistentziaren gaineko tentsio-pertsona kalkula daiteke honako erlazioa erabiliz

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

Tentsio jakin bat erresistentzia jakin baten gainean aplikatzen denean, erresistentziaren traves pasatzen den intensitatea honako erlazioa erabiliz kalkula daiteke

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

Kendu aldatutako geratzaile baten indarra ezezaguna denean eta bertan pasatzen den indarra ere ezezaguna bada, ezezagunaren balioa honela kalkula daiteke:

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

Ohm-en Legearen Formula Indarrez

Indarra erantsitako geratzaile baten indarrarekin eta elektrikoa den indarrarekin bat egiten da.

Orain, Sartu $V = I * R$ ekuazio (1) an, ondorengo emaitza lortzen dugu,

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

Formula hau ohmiko galdera edo erresistentziako ehuneko formula bezala ezagutzen da.

Orain $I = \frac{V}{R}$ (1) ekuazioan sartuz, lortzen dugu

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

Aldaketa horretatik, indarraren desgasifikazioa erresistentzian zehaztu dezakegu, batez ere tentsioa eta erresistentzia edo korrontea eta erresistentzia ezagutzen badira.

Erresistentziaren balio ezezaguna zehaztu dezakegu aurreko aldagaien arteko harremana erabiliz, tentsioa edo korrontea ezagutzen badira.

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

Indarra, tentsioa, korrontea eta erresistentzia aldagaien bat-bat ezagutzen badira, Ohm-en legea erabiliz beste bi aldagaiak zehaztu dezakegu.

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

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

Ohm-en Legearen Murrizketak

Hemen Ohm-en legearen zenbait murrizketa aztertzen dira.

Ohm-en legea ez da aplikagarria metalikoen konduktore guztietan. Adibidez, siliko karburorentzat, erlazioa hau da: $V = KI^m$ non K eta m konstanteak diren eta m<1.
Ohm-en Legea ez da aplikagarria hurrengo Elementu Linealen:

Erresistentzia
Kapazitatea
Semikonduktoreak
Tubos de bakuo
Elektrolitoei
Karbon resistoreak
Arkuzuloak
Zener diodioa

(Oharra: Elementu linealak ez direnak daude non korrientaren eta tensioaren arteko erlazioa ez den lineala hau da, korrientea ez dago zehazki proportzionala aplikatutako tensiori.)

Ohm-en legea erabilgarria da tenperatura konstantean dagoen metalikoen gainean bakarrik. Tenperatura aldatzen bada, legea ez da aplikagarria.
Ohm-en legea ez da erabilgarria unilateraleko sareetan ere. Ohartu unilateraleko sare batek transistor, diodo, etabideko elementu unilateraleko dituela. Elementu unilateralek korrientea baietz batetik bakarrik doazen.

Ohm-en Legearen Trianguluak

Ohm-en legearen oinarrizko formulak azaltzen dira ohm-en legearen trianguluan.

Ohm’s Law Triangle.png

Ohm-en Legearen Adibideak

Adibide 1

Ikus dezagun beheko zirkuituan, 4 Ako korrientea 15 Ωko erresistentziari igotzen dio. Ohm-en legea erabiliz, kalkulatu zirkuituko tensio-desegia.

Soluzioa:

Emaitako datuak: $I = 4\,\,A$ eta $R = 15\,\,\Omega$

Ohm-en legearen arabera,

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

Beraz, Ohm-en legearen ekuazioa erabiliz, zirkuituan 60 Veko tensio-erorik lortzen dugu.

Adibide 2

Beheko zirkuituan ikus daitekeen moduan, 24 Veko iturri-tensioa 12 Ωko ilarrez aplikatzen da. Ohm-en legea erabiliz, ilarretan doazen intensitatea kalkulatu behar da.

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

Ebazpena:

Emaitako datuak: $V = 24\,\,V$ eta $R = 12\,\,\Omega$

Ohm-en legearen arabera,

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

Beraz, Ohm-en legearen ekuazioa erabiliz, bertanuraren trinkotasuna 2 A dela lortzen dugu.

Adibide 3

Beheko zirkuituan erakusten den bezala, iturriko tenperia 24 V da eta trinkotasuna ezezagun bertanuraren trinkotasuna 2 A da. Ezezagun bertanuraren balioa Ohm-en legearekin kalkulatu.

Ebazpena:

Emaitako datuak: $V = 24\,\,V$ eta $I = 2\,\,A$

Ohm-en legearen arabera,

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

Beraz, Ohm-en legearen ekuazioa erabiliz, ezezaguna dagoen erresistentziaren balioa lortzen dugu $12\,\,\Omega$ .

Ohm-en Legearen Aplikazioak

Ohm-en legearen zenbait aplikazio hauek dira:

Eraiki elektriko baten potentzial-diferentzia ezezaguna edo tensioa, erresistentzia eta korrontea kalkulatzeko.
Ohm-en legea elektronikoko zirkuituetan erabiltzen da, elektronikoko osagaien barruko tensiorik txikiena kalkulatzeko.
Ohm-en legea DC neurtzeko zirkuituetan erabiltzen da, bereziki DC ampermetrean, non korrontea desbieztatzeko erresistentzia txikia erabiltzen den.

Iturria: Electrical4u

Eskainitza: Jatorrizkoa duela izan, oinarriko artikuluak partekatzeko balio dute, eskaera batzordeari jaso delako eskaerarik egiten baduzu.