Dlí Ohma: Conas a Oibríonn Sé (Foirmle agus Triantán Dlí Ohma)

Electrical4u

Réimse: Bunús Eileacraíochta

China

Cén é Dlí Ohm?

Státálann Dlí Ohm go bhfuil an currachán reatha a shíolóid trí aon conduitóir in ionadaíocht dhíreach leis an difríocht bhrú (volta) idir a dá cheann, agus más gá nach mórathóidh na coinníollacha fisiceacha den conduitóir.

In eile de réir, is tairiseach an ráta difríochta brú idir aon dhá phointe d'chonduitóir leis an gcuirr reatha a shíolóid idir iad, más gá nach mórathóidh na coinníollacha fisiceacha (mar shampla, teocht, srl.)

Matamaiticiúl, is féidir Dlí Ohm a léiriú mar,

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

Ag cur isteach an tairiseach ionadaíochta, an cosaint R sa chothromóid thuas, faightear,

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

Áit,

R is an cosaint den conduitóir i nOhma ( $\Omega$ ),

Is é I an t-ionsú trí na gontóir i mAmper (A),

Is é V an voltag nó an difríocht pótúnta a mhéastar tríd an gontóir i mVolts (V).

Tá sé riachtanach go bhfuil Dlú Óm ina iontaofa do DC agus AC.

Bhí an chéim ar an ngairid idir an difríocht pótúnta nó voltag (V), an ionsú (I) agus an cosaint (R) i gciorcal leictreach a aimsíodh chéad uair ag an fisiceoir Gearmánach George Simon Ohm.

Is é an Oham ( $\Omega$ ) an aonad cosaint a ainmníodh i nóm George Simon Ohm.

Cén chaoi a oibríonn Dlú Óm?

De réir éideolaíochta Dlú Óm, is é an ionsú atá ag teannadh trí ghontóir nó cosantóir idir dhá pointe go díreach coibhneasta leis an ndifríocht pótúnta (nó voltag) trí an gontóir nó an cosantóir.

Ach… is féidir go mbeidh sé sin deacair a thuiscint.

Mar sin, cuirfidh muid achoimre níos fearr ar Dlú Óm trí roinnt analógacha a úsáid.

Comhartha 1

Machnamh ar bhrú uisce a bheith suite ag ardú áirithe os cionn talún. Tá slóigín ag bun an brú uisce mar a léirítear sa íomhá thíos.

Analogy 1.png

Is comhionann brú uisce i pascal ag deireadh an slóigín le voltag nó difríocht pótás in chiorcad leictreach.
Is comhionann na srianaithe ar sruth uisce cosúil le foscailt a chur i bpíobaí idir dhá phointe le réisitheoirí in chiorcad leictreach.

Mar sin, is ionadaíoch ráta srutha uisce trí shrianaithe foscailte do difríocht brú uisce thar an srianaithe.

Go minic, i chiorcad leictreach, is díreach proifisiúnta sruth leictre tríd ghoistéara nó réisitheoirí idir dhá phointe le difríocht voltag nó pótás thar an goistéar nó réisitheoir.

Is féidir linn a rá freisin gur bhunaithe ar fhad an bpíoba, ábhar an bpíoba, agus airde an bhrú uisce suite os cionn talún é an t-aisearg atá ar fáil do sruth uisce.

Oibríonn Ohm de mhaoldán coisibh i gciorcad leictreach gur bhunaithe ar fhad an ghoistéara agus ábhar an ghoistéara úsáidte é an t-aisearg leictreach atá ar fáil do sruth leictre.

Comhartha 2

Tá comhionannas simplí idir ciorcad hidraúla uisce agus ciorcad leictreach le léiriú conas oibreann séan Ohm le feiceáil sa íomhá thíos.

Analogy 2.png Analogy 2.2.png

Mar a léirítear, má tá brú uisce consant agus níos mó srian (ag déanamh níos deacra don uisce sruthú), ansin laghdóidh ráta srutha uisce.

Go minic, i chiorcad leictreach, má tá voltag nó pótás consant agus níos mó aisearg (ag déanamh níos deacra don sruth sruthú), ansin laghdóidh ráta srutha cúlacht leictreach, mar sin, sruth leictre.

Má tá brú an púmpa ag méadaíodh agus an srian ar sruth uisce constant, is féidir le ráta sruth na ndúlra a mhéadú.

Mar a chéile, i gciorcal fhisiceach, má tá an t-impead constant agus mura dtarlaíonn an difríocht potinsial nó an voltag a mhéadú, ansin is féidir le ráta sruth na gcaradh deimhinneach, seachas an currach, a mhéadú.

Foirmle Dlí Ohma

Is féidir an gaol idir voltag nó difríocht potinsial, currach agus impead a scríobh trí bhealaí éagsúla.

Má aithnímid dhá luach, is féidir linn an t-ardluach neamhaithnid a ríomh trí úsáid gaol dlí Ohma. Mar sin, is oirthiúil an t-dlí Ohma i bhformúlacha agus i ríomhálacha feidhmchlóchainte agus fisiceacha.

Nuair a shruthaíonn currach eolaíoch coitianta trí imead coitianta, is féidir le tarlaíocht voltag ar an imead a ríomh trí an gaol

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

Nuair a chuirtear voltag coitianta ar imead coitianta, is féidir le currach atá ag sruthú trí imead a ríomh trí an gaol

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

Má fóitein aitheanta á chur ar fud reisistíochta anaithnid agus is eol an seoltas atá ag teacht trí na reisistíocht, is féidir luach an reisistíochta anaithnid a ríomh trí an gaol

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

Foirmle Laidreacht Ohm don Cumhacht

Is é an cumhacht a thrasnáítear ná an tairiseach fóitein sholais agus an seoltas leictreonach.

Anois, cuir $V = I * R$ sa chothromóid (1) faoina bhfuil againn,

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

Is féidir leis an fhoirmle seo a ainneoin go hiondúil mar fhoirmle dhíchumas ohmic nó fhoirmle teo agus tóirí.

Anois, cuir $I = \frac{V}{R}$ i bhfoirmle (1) agus faigh

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

Ón gcomhtháthacht seo, is féidir linn an cumhacht a chur as díchumas sa tóirí a mheas má tá an voltail nó an tóirí nó an siombal agus an tóirí aithint.

Is féidir linn an luach tóirí neamhaithnithe a shainmhíní freisin trí úsáid a bhaint as an gcomhtháthacht seo más aithne ar an voltail nó an siombal.

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

Má tá aon dá athróg de chumhacht, voltail, siombal agus tóirí aithint, is féidir linn na dhá athróg eile a shainmhíní trí úsáid a bhaint as dlí Ohm.

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

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

Teorainneacha an Dlí Ohm

Moltar roinnt teorainneacha an Dlí Ohm thíos.

Níl an Dlí Ohm i bhfeidhm ar gach coimeádán neamh-mheicniúil. Mar shampla, don siarc carbón, tá an gaol a leanas: $V = KI^m$ áit a mbíonn K agus m mar chonstaí agus m<1.
Níl an Dlí Ohm i bhfeidhm ar na hEilimintí NeamhLíneacha seo a leanas.

Córas Coimeádán
Coimeádánacht
Meaiscíochtaí
Tubai Vácúm
Eilectrolaithe
Cárbónach resistors
Lampaí arc
Diód Zener

(Tabhair faoi deara go bhfuil iartharaithe nónlinéir sin ina iartharaithe ina bhfuil an tionscadal idir currach agus voltagh nónlinéir, mar sin, níl an currach go díreach cothroime leis an voltagh a chuirtear i bhfeidhm.)

Is féideach é an Dlí Ohm do chonndúchóirí meáchain ag teocht shonrach amháin. Má athraíonn an teocht, ní féideach é an Dlí.
Níl an Dlí Ohm féideach freisin do líonraí ilthreomhacha. Tabhair faoi deara go gcuireann líonraí ilthreomhacha i gcomhthéacs eilimintí ilthreomhacha cosúil le traisistéir, diodai, srl. Is eilimintí ilthreomhacha iad na heilimintí seo a cheadaíonn an sruth a rith ar aon treo amháin.

Triantán an Dlí Ohm

Suntar an fórmúla bunúsach do Dlí Ohm thíos triantán an Dlí Ohm.

Ohm’s Law Triangle.png

Samplaí Prácála Dlí Ohm

Sampla 1

Mar a léirítear sa chiorcal thíos, tá sruth 4 A ag rith trí chonndúchóir 15 Ω. Meastar an voltagh a bhriseadh ar an gciorcal lena úsáid Dlí Ohm.

Réiteach:

Sonraí Fuaime: $I = 4\,\,A$ agus $R = 15\,\,\Omega$

De réir dlí Ohm,

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

Mar sin, trí úsáid a bhaint as cothromóid dhlí Ohm, faightear an reatha voltagta ar fud an chiorcad 60 V.

Sampla 2

Mar a léirítear sa chiorcal thíos, titeann voltag de 24 V isteach ar an gcúlacht 12 Ω. Aimsigh an reatha atá ag teaspain go dtí an cúlacht trí úsáid a bhaint as dlí Ohm.

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

Réiteach:

Táirgeadh Sonraí: $V = 24\,\,V$ agus $R = 12\,\,\Omega$

De réir dlí Ohma,

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

Mar sin, trí úsáid den chodarsnáil Ohma, fáiltímid leis an gcúrrent atá ag teacht trí na coinneálaí a bheith cosúil le 2 A.

Sampla 3

Mar a léirítear sa chiorcad thíos, tá an voltaga solais 24 V agus an cúrrent atá ag teacht trí na coinneálaí eolacha 2 A. Meas an luach eolach na coinneálaí gan aithne a dhéanamh trí úsáid den chodarsnáil Ohma.

Réiteach:

Táirgeadh Sonraí: $V = 24\,\,V$ agus $I = 2\,\,A$

De réir dlí Ohma,

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

Mar sin, trí úsáid a bhaint as cothromóid Ohm, faightear luach an tiomáin neamhshainithe $12\,\,\Omega$ .

Úsáidí leis an Dlí Ohm

Cúpla d'úsáidí leis an Dlí Ohm:

Chun an difríocht pótansaíl nó voltaíocht, tiomáin, agus sruth na cicruit eileacraigh neamhshainithe a ríomh.
Úsáidtear an Dlí Ohm i gcicruit eileacraigh chun an drochluach inmheánach a shainaithint ar feadh na comhbhogaí eileacraigh.
Úsáidtear an Dlí Ohm i gcicruit mearsaithe DC go háirithe i dDC ammetair áit a úsáidtear tiomán íseal chun an sruth a stíorradh.

Foinse: Electrical4u

Teacht: Méadaíonn an ionraíocht, forbraíonn an fhorbairt, má tá ionraíocht dearnaithe seol scrapaí.