ओह्मको नियम: यसका काम (सूत्र र ओह्मको नियम त्रिभुज)

Electrical4u

फील्ड: मूलभूत विद्युत

China

ओम कानून क्या है?

ओम कानून बताता है कि किसी संचालक में प्रवाहित विद्युत धारा उसके सिरों के बीच के विभवांतर (वोल्टेज) के सीधे आनुपातिक होती है, यदि संचालक की भौतिक स्थिति नहीं बदलती।

दूसरे शब्दों में, यदि भौतिक स्थिति (जैसे, तापमान आदि) नहीं बदलती तो किसी संचालक के किन्हीं दो बिंदुओं के बीच के विभवांतर और उनके बीच प्रवाहित धारा का अनुपात स्थिर रहता है।

गणितीय रूप से, ओम कानून को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है,

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

उपरोक्त समीकरण में आनुपातिकता की स्थिरांक, प्रतिरोध R, को शामिल करने पर, हम पाते हैं,

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

जहाँ,

R संचालक का प्रतिरोध ओम ( $\Omega$ ) में है,

I एम्पियर (A) मा कन्डक्टरद्वारा प्रवाहित धारा हो,

V वोल्ट (V) मा कन्डक्टरद्वारा मापिएको वोल्टेज वा संभावित अन्तर हो।

ओह्मची नियम DC र AC दुवैमा लागू हुन्छ।

पोटेन्सियल अन्तर वा वोल्टेज (V), धारा (I) र प्रतिरोध (R) बीचको सम्बन्धलाई पहिलो जर्मन भौतिकशास्त्री जॉर्ज साइमन ओह्मले खोजेका थिए।

प्रतिरोधको एकाइ ओह्म ( $\Omega$ ) जॉर्ज साइमन ओह्मको सन्मानमा नामकरण गरिएको थियो।

ओह्मची नियम कसरी काम गर्छ?

ओह्मची नियमको परिभाषानुसार, कन्डक्टर वा प्रतिरोधक बीच दुई बिन्दुहरूमा प्रवाहित धारा वोल्टेज (वा संभावित अन्तर)को अन्तरको साथ सीधा समानुपातिक हुन्छ।

तर… यो थोरै जटिल हुन सक्छ।

त्यसैले चलो ओह्मची नियमको लागि थोरै बेहोरा आत्मविश्वास गर्ने उपमाहरू प्रयोग गरौं।

तुलना १

मान गर्नुहोस् जमिनभन्दा एक निश्चित उचाइमा राखिएको एउटा पानीको टाँकी हुन्छ। यस पानीको टाँकीको तलमा एक होज लगाइएको छ जस्तै तलको चित्रमा देखिन्छ।

Analogy 1.png

होजको अन्तमा पानीको दबाव पास्कलमा बिजुलीको परिपथमा वोल्टेज वा संभाव्य अन्तरसँग तुलनीय छ।
प्रति सेकेण्ड लिटरमा पानीको प्रवाह दर बिजुलीको परिपथमा कुलंब प्रति सेकेण्डमा बिजुलीको प्रवाहसँग तुलनीय छ।
दुई बिन्दुहरूबीचको पाइपमा राखिएका छिद्रहरू जस्ता पानीको प्रवाहको रोकथाम बिजुलीको परिपथमा रेझिस्टरहरूसँग तुलनीय छ।

त्यसैले, छिद्रको रोकथाम द्वारा पानीको प्रवाह दर छिद्रको दुई तिर भएको पानीको दबावको फरकसँग अनुपातिक छ।

समान रूपमा, बिजुलीको परिपथमा, दुई बिन्दुहरूबीचको चालक वा रेझिस्टर द्वारा बिजुलीको प्रवाह वोल्टेज वा संभाव्य अन्तरको फरकसँग अनुपातिक छ।

हामी भन्न सक्छौं कि पानीको प्रवाहको रोकथाम पाइपको लामो, पाइपको सामग्री, र जमिनभन्दा ऊपर राखिएको टाँकीको उचाइले निर्धारित हुन्छ।

ओमको काम बिजुलीको परिपथमा समान रूपमा चालकको लामो र चालकमा प्रयोग गरिएको सामग्रीले बिजुलीको प्रवाहको रोकथाम निर्धारित गर्छ।

तुलना २

निम्न चित्रले दिएको जलीय परिपथ र बिजुलीको परिपथ बीचको साधारण तुलना ओमको कानून कसरी काम गर्छ भन्ने विषयमा वर्णन गर्छ।

Analogy 2.png Analogy 2.2.png

जस्तै देखिन्छ, यदि पानीको दबाव स्थिर रहन्छ र रोकथाम बढ्दछ (पानीको प्रवाह गर्न अधिक कठिन बनाउँदै), तब पानीको प्रवाह दर घट्छ।

समान रूपमा, बिजुलीको परिपथमा, यदि वोल्टेज वा संभाव्य अन्तर स्थिर रहन्छ र रेझिस्टन्स बढ्दछ (बिजुलीको प्रवाह गर्न अधिक कठिन बनाउँदै), तब बिजुलीको प्रवाह दर घट्छ।

अब, यदि पानी के प्रवाह को रोकने की सीमा नियत है और पंप का दबाव बढ़ता है, तो पानी के प्रवाह की दर बढ़ती है।

इसी तरह, एक विद्युत परिपथ में, यदि प्रतिरोध नियत है और विभवान्तर या वोल्टेज बढ़ता है, तो विद्युत आवेश के प्रवाह की दर, अर्थात् धारा, बढ़ती है।

ओम का नियम फार्मूला

वोल्टेज या विभवान्तर, धारा और प्रतिरोध के बीच का संबंध तीन अलग-अलग तरीकों से लिखा जा सकता है।

यदि हम किसी दो मानों को जानते हैं, तो हम ओम के नियम के संबंध का उपयोग करके तीसरे अज्ञात मान की गणना कर सकते हैं। इस प्रकार, ओम का नियम इलेक्ट्रोनिक्स और विद्युत सूत्रों और गणनाओं में बहुत उपयोगी है।

जब ज्ञात विद्युत धारा ज्ञात प्रतिरोध के माध्यम से प्रवाहित होती है, तो प्रतिरोध के पार वोल्टेज ड्रॉप की गणना निम्न संबंध से की जा सकती है

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

जब ज्ञात वोल्टेज को ज्ञात प्रतिरोध पर लगाया जाता है, तो प्रतिरोध के माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा की गणना निम्न संबंध से की जा सकती है

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

जब एउटा अज्ञात प्रतिरोधमा एक ज्ञात वोल्टेज लगाइएको छ र उसी प्रतिरोधद्वारा प्रवाहित हुने धारा ज्ञात छ भने अज्ञात प्रतिरोधको मान यस सम्बन्ध द्वारा गणना गर्न सकिन्छ

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

शक्ति लागि ओहमको नियमको सूत्र

प्रदान भएको वोल्टेज र विद्युत धाराको उत्पाद शक्ति थिच्ने हो।

अब, $V = I * R$ समीकरण (1) मा राख्नुहोस् त्यसपछि हामी पाउँछौं,

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

यो सूत्रलाई ओहमिक नुकसानको सूत्र वा प्रतिरोधी तापन सूत्र भनिन्छ।

अब, $I = \frac{V}{R}$ लाई समीकरण (1) मा राख्दा हामीले पाउँछौं,

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

उपर्युक्त सम्बन्धबाट, यदि वोल्टेज र प्रतिरोध वा धारा र प्रतिरोध ज्ञात छ भने प्रतिरोधमा शक्ति नष्ट हुने राशि निर्धारण गर्न सकिन्छ।

यदि वोल्टेज वा धारा ज्ञात छ भने उपर्युक्त सम्बन्धले अज्ञात प्रतिरोध को मान निर्धारण गर्न सकिन्छ।

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

यदि शक्ति, वोल्टेज, धारा र प्रतिरोधको दुई चर ज्ञात छन् भने ओहमको नियम बाट अन्य दुई चर निर्धारण गर्न सकिन्छ।

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

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

ओम को नियमको सीमाहरू

निम्नलिखित ओम को नियमको केही सीमाहरू छन्।

ओम को नियम सबै गैर-धातुको चालकहरूमा लागू नहुने हुन्छ। उदाहरणका लागि, सिलिकन कार्बाइडको लागि, सम्बन्ध दिइएको छ: $V = KI^m$ जहाँ K र m अचलहरू हुन् र m<1।
ओम को नियम निम्न गैर-रेखीय तत्वहरूमा लागू नहुने हुन्छ।

प्रतिरोध
क्षमता
अर्धचालक
शून्यस्थान ट्यूबहरू
विद्युत लवणहरू
कार्बन रेजिस्टर
आर्क लैम्प
जेनर डायोड

(यह ध्यान में रखें कि गैर-रैखिक तत्व उन तत्वों के होते हैं जिनमें विद्युत धारा और वोल्टेज के बीच संबंध गैर-रैखिक होता है, अर्थात, विद्युत धारा लगाए गए वोल्टेज के ठीक अनुपात में नहीं होती।)

ओम का नियम केवल नियत तापमान पर धातु चालकों के लिए लागू होता है। यदि तापमान बदलता है, तो यह नियम लागू नहीं होता।
ओम का नियम एकांगी नेटवर्कों पर भी लागू नहीं होता। ध्यान दें कि एकांगी नेटवर्क में ट्रांजिस्टर, डायोड आदि जैसे एकांगी तत्व शामिल होते हैं। एकांगी तत्व वे तत्व होते हैं जो केवल एक दिशा में विद्युत धारा का प्रवाह अनुमत करते हैं।

ओम का नियम त्रिकोण

ओम के नियम के मूल सूत्र नीचे ओम के नियम त्रिकोण में सारांशित किए गए हैं।

Ohm’s Law Triangle.png

ओम के नियम के अभ्यास समस्याएँ

उदाहरण 1

नीचे दिखाए गए परिपथ में, 4 A की विद्युत धारा 15 Ω के प्रतिरोध के माध्यम से प्रवाहित हो रही है। ओम के नियम का उपयोग करके परिपथ में वोल्टेज गिरावट निर्धारित करें।

समाधान:

दिइएको डाटा: $I = 4\,\,A$ र $R = 15\,\,\Omega$

ओमच्या नियमअनुसार,

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

यसरी ओमच्या नियमको समीकरण प्रयोग गरेर हामीले सर्किटमा वोल्टेज ड्रप ६० भोल्ट पाएको छ।

उदाहरण २

निम्न चित्रमा देखाएको अनुसार एउटा २४ भोल्टको आपूर्ति वोल्टेज १२ ओमको प्रतिरोधमा लगाइएको छ। ओमच्या नियम प्रयोग गरेर प्रतिरोधमा प्रवाहित भएको विद्युत धारा निर्धारण गर्नुहोस्।

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

समाधान:

दिइएको डाटा: $V = 24\,\,V$ र $R = 12\,\,\Omega$

ओमच्या नियमनुसार,

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

यसरी, ओमच्या नियमको समीकरण प्रयोग गरेर, हामीले पाएको धारा २ एम्पियर छ।

उदाहरण ३

निम्न चित्रानुसार, आपूर्ति वोल्टेज २४ वोल्ट र अज्ञात प्रतिरोध मार्फत बहिर्गत धारा २ एम्पियर छ। ओमच्या नियम प्रयोग गरेर अज्ञात प्रतिरोधको मान निकाल्नुहोस्।

समाधान:

दिइएको डाटा: $V = 24\,\,V$ र $I = 2\,\,A$

ओमच्या नियमनुसार,

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

यसरी, ओमच्या नियमको समीकरण प्रयोग गरेर, हामी अज्ञात प्रतिरोध मान पाउँछौं $12\,\,\Omega$ ।

ओमच्या नियमको अनुप्रयोगहरू

ओमच्या नियमका केही अनुप्रयोगहरू यस्ता छन्:

विद्युत परिपथको अज्ञात स्थितिशक्ति वा वोल्टेज, प्रतिरोध, र धाराको प्रवाह गणना गर्न।
विद्युत परिपथमा इलेक्ट्रोनिक घटकहरूको भित्रको वोल्टेज गिरावट निर्धारण गर्न।
DC मापन परिपथमा विशेष रूपमा DC एमीटरमा जसमा धारा लामो निम्न प्रतिरोध शंट उपयोग गरिन्छ।

स्रोत: Electrical4u

कथन: मूल विषयको सम्मान गर्नुहोस्, राम्रो लेखहरू साझा गर्ने योग्य छन्, यदि उल्लंघन भएको छ भने सम्पर्क गर्दा हटाउनुहोस्।