Batas ni Ohm: Paano ito Gumagana (Pormula at Tatsulok ng Batas ni Ohm)

Electrical4u

Larangan: Pangunahing Elektrikal

China

Ano ang Batas ni Ohm?

Ang Batas ni Ohm ay nagsasaad na ang elektrikal na kasaganaan na lumalampas sa anumang konduktor ay direktang proporsyonal sa potensyal na pagkakaiba (voltaje) sa pagitan ng kanyang mga dulo, sa pag-aangkin na ang pisikal na kondisyon ng konduktor ay hindi nagbabago.

Sa ibang salita, ang ratio ng potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng anumang dalawang punto ng isang konduktor sa kasaganaan na lumalampas sa pagitan nila ay constant, basta ang pisikal na kondisyon (halimbawa, temperatura, atbp.) ay hindi nagbabago.

Matematikal, maaaring ipahayag ang Batas ni Ohm bilang,

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

Pagpasok ng constant ng proporsyonalidad, ang resistance R sa itaas na ekwasyon, makukuha natin,

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

Kung saan,

R ang resistance ng konduktor sa Ohm ( $\Omega$ ),
I ay ang kasalukuyan na dumaan sa conductor sa Amperes (A),
V ay ang tensyon o pagkakaiba ng potensyal na sukatin sa buong conductor sa Volts (V).

Ang Batas ni Ohm ay aplikable sa parehong DC at AC.

Ang relasyon sa pagitan ng potensyal na pagkakaiba o tensyon (V), ang kasalukuyan (I) at ang resistensiya (R) sa isang elektrikal na sirkuito ay unang natuklasan ng German na pisiko na si George Simon Ohm.

Ang yunit ng resistensiya ay Ohm ( $\Omega$ ) ay pinangalanang bilang parangal kay George Simon Ohm.

Kamusta Gumagana ang Batas ni Ohm?

Ayon sa definisyon ng Batas ni Ohm, ang kasalukuyan na dumaan sa conductor o resistor sa pagitan ng dalawang punto ay direktang proporsyonal sa pagkakaiba ng tensyon (o potensyal na pagkakaiba) sa buong conductor o resistor.

Ngunit… maaaring mahirap maintindihan iyan.

Kaya, hagdan natin ang mas magandang intuitive na pakiramdam para sa Batas ni Ohm gamit ang ilang mga analogiya.

Halimbawa 1

Isaalang-alang ang isang tangki ng tubig na naka-positisyon sa tiyak na taas mula sa lupa. Mayroong hose sa ilalim ng tangki ng tubig tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba.

Analogy 1.png

Ang presyon ng tubig sa pascal sa dulo ng hose ay katulad ng voltage o potential difference sa isang elektrikong circuit.
Ang rate ng pag-flow ng tubig sa litro kada segundo ay katulad ng electric current sa coulombs kada segundo sa isang elektrikong circuit.
Ang mga restrictors sa pag-flow ng tubig tulad ng apertures na naka-positisyon sa pipes sa pagitan ng dalawang puntos ay katulad ng mga resistors sa isang elektrikong circuit.

Kaya, ang rate ng pag-flow ng tubig sa pamamagitan ng aperture restrictor ay proporsyonal sa pagkakaiba ng presyon ng tubig sa pagitan ng restrictor.

Gayunpaman, sa isang elektrikong circuit, ang current na umuusbong sa pamamagitan ng conductor o resistor sa pagitan ng dalawang puntos ay direktang proporsyonal sa pagkakaiba ng voltage o potential difference sa pagitan ng conductor o resistor.

Maaari rin nating sabihin na ang resistance na ino-offer sa pag-flow ng tubig ay depende sa haba ng pipe, ang materyales ng pipe, at ang taas ng tangki na naka-positisyon sa itaas ng lupa.

Ganito rin ang paggana ng Ohm’s law sa isang elektrikong circuit kung saan ang electrical resistance na ino-offer sa pag-flow ng current ay depende sa haba ng conductor at materyales ng conductor na ginagamit.

Halimbawa 2

Isang simple na halimbawa sa pagitan ng hydraulic water circuit at elektrikong circuit upang ilarawan kung paano gumagana ang Ohm’s law ay ipinapakita sa larawan sa ibaba.

Analogy 2.png Analogy 2.2.png

Tulad ng ipinapakita, kung ang presyon ng tubig ay constant at ang restriction ay tumataas (ginagawang mas mahirap para sa tubig na umusok), ang rate ng pag-flow ng tubig ay bumababa.

Gayunpaman, sa isang elektrikong circuit, kung ang voltage o potential difference ay constant at ang resistance ay tumataas (ginagawang mas mahirap para sa current na umusok), ang rate ng flow electric charge i.e., current ay bumababa.

Ngayon, kung ang paghihigpit sa daloy ng tubig ay constant at ang presyon ng bomba ay lumalaki, ang rate ng daloy ng tubig ay lumalaki.

Kapareho nito, sa isang elektrikong circuit, kung ang resistance ay constant at ang potential difference o voltage ay lumalaki, ang rate ng daloy ng electric charge na iyon, current ay lumalaki.

Ohm’s Law Formula

Ang relasyon sa pagitan ng voltage o potential difference, current at resistance maaaring isulat sa tatlong iba't ibang paraan.

Kung alam natin ang anumang dalawang halaga, maaari nating kalkulahin ang ikatlong unknown value gamit ang ohm’s law relationship. Kaya, napakagamit ng ohm’s law sa electronics at electrical formulas at calculations.

Kapag alam ang electric current na dumaan sa alam na resistance, ang voltage drop sa resistance maaaring makalkula gamit ang relasyon

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

Kapag alam na ang voltage na inilapat sa alam na resistance, ang current na dumaan sa resistance maaaring makalkula gamit ang relasyon

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

Kapag ang isang kilalang tensyon ay inilapat sa isang hindi alam na resistensiya at ang kasalukuyang umuusad sa pamamagitan ng resistensiya ay kilala rin, ang halaga ng hindi alam na resistensiya ay maaaring makalkula gamit ang relasyon

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

Pormula ng Batas ni Ohm para sa Kapangyarihan

Ang kapangyarihan na inilipat ay ang produkto ng suplay ng tensyon at elektrikong kasalukuyan.

Ngayon, Ilagay ang $V = I * R$ sa ekwasyon (1) tayo ay makakakuha ng,

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

Ang formula na ito ay kilala bilang ohmic loss formula o resistive heating formula.

Ngayon, ilagay ang $I = \frac{V}{R}$ sa ekwasyon (1) at makakamtan natin,

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

Mula sa relasyong ito, maaari nating matukoy ang pagkawala ng lakas sa resistansiya kung alam natin ang tensyon at resistansiya o kung alam natin ang kasalukuyan at resistansiya.

Maaari rin nating matukoy ang hindi alam na halaga ng resistansiya gamit ang relasyong ito kung alam natin ang tensyon o kasalukuyan.

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

Kung alam ang anumang dalawang baryable ng lakas, tensyon, kasalukuyan, at resistansiya, maaari nating matukoy ang iba pang dalawang baryable gamit ang batas ni Ohm.

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

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

Mga Limitasyon ng Batas ni Ohm

Ang ilang mga limitasyon ng Batas ni Ohm ay inilalarawan sa ibaba.

Hindi sumusunod ang Batas ni Ohm sa lahat ng hindi metalyong konduktor. Halimbawa, para sa silicon carbide, ang relasyon ay ibinigay ng $V = KI^m$ kung saan ang K at m ay mga konstante at m<1.
Hindi applicable ang Batas ni Ohm sa mga sumusunod na Non-Linear na elemento.

Resistansiya
Kapasidad
Semiconductor
Tubong bakwitan
Elektrolito
Resistors na Carbon
Lampara na Arc
Diode na Zener

(Tandaan na ang mga elemento na hindi linear ay ang mga elemento kung saan ang relasyon sa pagitan ng kasalukuyan at voltaje ay hindi linear, ibig sabihin, ang kasalukuyan ay hindi eksaktong proporsyonal sa inilapat na voltaje.)

Ang Batas ni Ohm ay maaaring ilapat lamang sa mga konduktor na metal sa isang malayang temperatura. Kung nagbabago ang temperatura, hindi na ito maaaring ilapat.
Hindi rin maaaring ilapat ang Batas ni Ohm sa mga unilateral na network. Tandaan na ang isang unilateral na network ay naglalaman ng mga unilateral na elemento tulad ng mga transistor, diode, atbp. Ang mga unilateral na elemento ay ang mga elemento na nagbibigay-daan sa pagtakbo ng kasalukuyan sa iisang direksyon lamang.

Tatsulok ng Batas ni Ohm

Ang mga pangunahing pormula para sa Batas ni Ohm ay sumarili sa ibaba sa tatsulok ng Batas ni Ohm.

Ohm’s Law Triangle.png

Mga Problema sa Pagsasanay sa Batas ni Ohm

Halimbawa 1

Tulad ng ipinapakita sa circuit sa ibaba, ang isang kasalukuyan na 4 A ay umuusbong sa resistensya na 15 Ω. Tuklasin ang pagbaba ng voltaje sa circuit gamit ang Batas ni Ohm.

Sagot:

Ibinigay na Data: $I = 4\,\,A$ at $R = 15\,\,\Omega$

Batay sa batas ni Ohm,

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

Dahil dito, gamit ang ekwasyon ng batas ni Ohm, nakuha natin ang pagbagsak ng volt sa circuit na 60 V.

Halimbawa 2

Tulad ng ipinapakita sa circuit sa ibaba, isang supply voltage na 24 V ay inilapat sa resistance na 12 Ω. Tuklasin ang current na umuusbong sa resistor gamit ang batas ni Ohm.

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

Sagot:

Ibinigay na Data: $V = 24\,\,V$ at $R = 12\,\,\Omega$

Ayon sa batas ni Ohm,

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

Dahil dito, gamit ang ekwasyon ng batas ni Ohm, nakuha natin na ang kasalukuyang lumalabas sa resistor ay 2 A.

Halimbawa 3

Tulad ng ipinakita sa circuit sa ibaba, ang supply voltage ay 24 V at ang kasalukuyang lumalabas sa unknown resistance ay 2 A. Tuklasin ang hindi kilalang halaga ng resistance gamit ang batas ni Ohm.

Sagot:

Ibinigay na Data: $V = 24\,\,V$ at $I = 2\,\,A$

Ayon sa batas ni Ohm,

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

Dahil dito, gamit ang ekwasyon ng Batas ni Ohm, nakukuha natin ang hindi alam na halaga ng resistansiya $12\,\,\Omega$ .

Paggamit ng Batas ni Ohm

Ang ilan sa mga paggamit ng Batas ni Ohm ay kasama:

Upang kalkulahin ang hindi alam na potensyal na pagkakaiba o voltaje, resistansiya, at daloy ng kasalukuyan ng isang circuit ng elektrisidad.
Ang Batas ni Ohm ay ginagamit sa isang electronic circuit upang matukoy ang internal voltage drop sa pamamagitan ng mga komponente ng electronics.
Ang Batas ni Ohm ay ginagamit sa DC measuring circuits lalo na sa DC ammeter kung saan ginagamit ang mababang resistansiya shunt upang i-divert ang kasalukuyan.

Source: Electrical4u

Statement: Respeto ang orihinal, ang mga magandang artikulo ay karapat-dapat na ibahagi, kung mayroong pagsasamantalang ipinapahayag, mangyari pakiusap ang contact delete.